Caractérisation et évolution
des précipitations extrêmes horaires
en France
à partir d’un modèle régional de climat
à convection profonde résolue

Decoopman Nicolas
M2 mathématiques et applications parcours statistique et science des données

—
Encadrement
Juliette Blanchet (CNRS, IGE) et Antoine Blanc (RTM)

Contexte

Réchauffement de la planète

• Plus fort sur les continents que les océans (+1°C monde, +1,7°C France, +2°C Alpes françaises)
• Clausius–Clapeyron (+7%/°C)
  
• L’air chaud monte, se refroidit, l’eau se condense sous forme de pluie

En réponse au réchauffement

• Augmentation théorique des précipitations extrêmes
• Variable suivant les changements de circulations atmosphériques

Utilisation de modèles de climat sur de longues périodes

• Tendances durables (changement climatique) vs. variations naturelles (variabilité climatique)
  
• Modèle numérique Application of Research to Operations at MEsoscale
  
• Convection-Permitting, Regional Climate Model (2,5km - 1h), forcer par réanalyse ERA5

Méthodologie

Nombre de jour de pluie moyen

de 1959 à 2022 (Saison : année hydrologique | Echelle : quotidien)

jours

165.08

153.29

141.50

129.71

117.91

106.12

94.33

82.54

70.75

58.96

47.17

35.37

23.58

11.79

0.00

r² = 0.908  |  ME = 6.362  |  n = 1583 (Tx NaN ≤ 0.1)

Δ (AROME - Stations) : +6.4 jours (+5.6%)

Δ (AROME - Stations) de 1990 à 2022 : +2.8 jours (+2.5%)

Tendance à déclencher des jours de pluie plus fréquemment que ce qui est observé

Cumul des précipitations

de 1959 à 2022 (Saison : année hydrologique | Echelle : quotidien)

mm/j

5.99

5.57

5.14

4.71

4.28

3.85

3.42

3.00

2.57

2.14

1.71

1.28

0.86

0.43

0.00

r² = 0.885  |  ME = 0.032  |  n = 1583 (Tx NaN ≤ 0.1)

Δ (AROME - Stations) : +0.032 mm/j (+1.3%)

Δ (AROME - Stations) de 1990 à 2022 : -0.063 mm/j (-2.5%)

Répartition correcte de la quantité totale d’eau

Cumul des précipitations

de 1990 à 2022 (Saison : année hydrologique | Echelle : horaire)

mm/h

0.24

0.22

0.21

0.19

0.17

0.15

0.14

0.12

0.10

0.09

0.07

0.05

0.03

0.02

0.00

r² = 0.888  |  ME = 0.002  |  n = 575 (Tx NaN ≤ 0.1)

Δ (AROME - Stations) : +0.002 mm/h (+2.1%)

Résultat semblable

Pluies plus fréquentes en plus faibles quantités

Moyenne des maxima des précipitations

de 1959 à 2022 (Saison : année hydrologique | Echelle : quotidien)

mm/j

155.99

144.85

133.71

122.56

111.42

100.28

89.14

77.99

66.85

55.71

44.57

33.43

22.28

11.14

0.00

r² = 0.929  |  ME = -1.175  |  n = 1583 (Tx NaN ≤ 0.1)

Δ (AROME - Stations) : -1.175 mm/j (-2.3%)

Δ (AROME - Stations) de 1990 à 2022 : -2.539 mm/j (-5.1%)

Moyenne des maxima des précipitations

de 1990 à 2022 (Saison : année hydrologique | Echelle : horaire)

mm/h

37.72

35.02

32.33

29.64

26.94

24.25

21.55

18.86

16.17

13.47

10.78

8.08

5.39

2.69

0.00

r² = 0.785  |  ME = -3.452  |  n = 575 (Tx NaN ≤ 0.1)

Δ (AROME - Stations) : -3.452 mm/h (-18.8%)

Moyenne des maximas des précipitations suivant la saison et l'échelle temporelle

Bonne distribution et difficulté évènementielle

Tendances relatives (% saturé à partir q99) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : quotidien

SON	DJF	MAM	JJA

Tendances relatives (% saturé à partir q99) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : quotidien

	SON	OND
Sept	Oct	Nov	Dec

Tendances relatives (% saturé à partir q99) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : horaire

SON	DJF	MAM	JJA

Tendances relatives (% saturé à partir q95) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : horaire

JAN	FEV	MAR	AVR

Tendances relatives (% saturé à partir q95) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : horaire

MAI	JUI	JUILL	AOU

Tendances relatives (% saturé à partir q95) du niveau de retour 10 ans estimée par le meilleur modèle de 1995 à 2022 pour l'échelle : horaire

SEP	OCT	NOV	DEC

La suite

Evaluer la correspondance des tendances

Evaluer la significativité des tendances