Projections régionales haute-résolution spatiale du niveau de la mer sur les côtes d'Europe de l'Ouest sur le 21ème siècle
Chaigneau, Alisée
L'élévation du niveau de la mer induite par le changement climatique augmente la fréquence des niveaux marins extrêmes. Les projections du niveau de la mer sont donc d'intérêt mais sont généralement produites avec des modèles de climat globaux qui ont une résolution spatiale grossière. De plus, ils ne résolvent pas certains processus clés responsables des variations du niveau de la mer à la côte comme les vagues, les marées et les surcotes de tempête, ni leurs interactions. L'objectif de cette thèse est de discuter de pratiques méthodologiques à suivre pour régionaliser des projections de niveau de la mer, notamment des évènements extrêmes, et de quantifier les incertitudes associées à ces choix méthodologiques. Dans cette thèse, des projections régionales de niveau de la mer sont réalisées sur les côtes d'Europe de l'Ouest sur la période 1950 à 2100 pour deux scénarios de changement climatique (SSP1-2.6 et SSP5-8.5). Pour cela, une descente d'échelle dynamique d'un modèle de climat global CMIP6, le modèle CNRM-CM6-1-HR, est réalisée avec la mise en place d'un modèle océanique régional au 1/12° (IBI-CCS) résolvant explicitement les marées et les surcotes de tempête en plus de la circulation générale océanique. Des corrections de biais sont appliquées aux forçages globaux et la hausse du niveau de la mer moyen du modèle de climat est imposée comme forçage. De plus, pour inclure la surcote des vagues aux projections du niveau d'eau à la côte, une descente d'échelle dynamique d'un modèle global de vagues est effectuée. Les interactions océan-vagues sont prises en compte en forçant le modèle régional de vagues par des sorties horaires de courants de surface et de niveau de la mer du modèle océanique régional IBI-CCS. Cette méthodologie permet donc d'inclure, en plus de tous ces processus côtiers, une grande partie de leurs interactions. A partir des sorties horaires des simulations régionales océan et vagues produites, des EVA (Extreme Value Analyses) sont effectuées pour analyser les extrêmes sur toute la période. Dans un premier temps, nous montrons que l'impact de la descente d'échelle dynamique et des corrections sur les projections de niveau de la mer est faible sur les côtes, dû à un modèle forceur déjà relativement haute résolution (1/4° pour l'océan) par rapport aux résolutions typiques des modèles de climat (environ 1°). Ensuite, l'importance d'inclure la surcote des vagues dans le niveau d'eau à la côte est mise en évidence par le fait que cela rallonge jusqu'à 30 ans l'année où l'événement centennal historique devient annuel sur les côtes atlantiques européennes et méditerranéennes. Ces résultats dépendent toutefois de la chaîne de modélisation mise en place, de la méthode d'analyse appliquée, et de la région d'étude. Par ailleurs, nous montrons que la prise en compte des interactions non-linéaires vagues-niveau de la mer influence les extrêmes de hauteurs significatives des vagues dans les zones macro-tidales. Plus particulièrement, la prise en compte de ces interactions non-linéaires peut causer des différences sur le flux d'énergie des vagues (utilisé comme proxy pour l'érosion côtière événementielle) allant jusqu'à +80% en 2100. Cette thèse a permis de développer une approche méthodologique qui servira par la suite à la production d'ensembles de projections de niveau de la mer, afin de caractériser les incertitudes associées à ces projections.</p>
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