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PROJET CIBLE CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET AGRICULTURE "CLIMAGRI"

SOUS-PROJET 1
Analyses climatiques et scénarios futurs

THÉMATIQUE 1.3
Constitution de scénarios climatiques futurs à haute résolution destinés à l’étude de leur effet sur l’agriculture italienne

RESPONSABLE DE LA RECHERCHE
M. Gaetano Zipoli
Institut pour l’agro-météorologie et l’analyse environnementale appliquée à l’agriculture (IATA-CNR)


FINALITÉ DE LA RECHERCHE
Le sous-projet 1 «Analyses climatiques et scénarios futurs» du projet CLIMAGRI entend améliorer la compréhension des réponses du système atmosphérique à échelle nationale dans le cadre du changement climatique en action et de son évolution dans les prochaines décennies. Il s’agit surtout de quantifier les impacts potentiels sur le territoire italien et donc sur l’activité agricole selon la variation prévue des principales grandeurs atmosphériques dans les prochaines décennies. Si on ne fait pas face en temps utile aux impacts du changement climatique en cours avec des actions de mitigation, les risques estimés au niveau international sont très hauts, car ces impacts peuvent dans certains cas mettre en crise les économies nationales.

Cette ligne de recherche fournira les données des scénarios de changement climatique du territoire national prévus pour le futur qui seront mises à la disposition des autres participants au projet. Avec l’intégration de différentes lignes de recherche du projet on arrivera à établir les risques associés au changement climatique, à informer les structures destinées aux choix stratégiques liés au changement climatique et à la planification et programmation agricole.

L’activité prévue concerne la récolte des données disponibles et la mise au point de méthodologies d’analyses des données des scénarios climatologiques prévus par un modèle de circulation générale testé comme le General Circulation Model (GCM) de l’Hadley Centre (HadCM3 – résolution d’environ 300 km) et, si possible, par un modèle régional RCM (Regional Climate Model – résolution d’environ 50 km). Il s’agit de commencer la comparaison avec les données au sol selon les paramètres suivants: température de l’air au sol, précipitations, radiation solaire (nébulosité), vent, humidité relative, évapotranspiration potentielle. Le développement d’une technique de réduction d’échelle («downscaling») des scénarios permettra de transférer l’information quantitative à échelle locale et de produire toutes les données relatives aux scénarios futurs concernant le territoire italien. Ces données seront mises à la disposition de tous les participants au projet et de toutes les structures nationales intéressées aux problématiques des changements climatiques.


BUT DE LA RECHERCHE
Le but principal de cette ligne de recherche est la constitution, l’organisation et la distribution de scénarios relatifs au changement climatique prévu à une résolution spatiale différente et la détermination de l’incertitude associée à ceux-ci. On entend par scénario le fruit d’une analyse d’ensemble, afférent au territoire national, en relation à la situation climatologique prévue et en fonction d’une possible variation des concentrations des gaz à effet de serre.


DESCRIPTION DE LA RECHERCHE ARTICULÉE SUR TROIS ANS

PREMIÈRE ANNÉE
Prélèvement et analyse des données de détail actuellement disponibles relatives à deux scénarios d’émission des gaz altérants le climat, produit d’un modèle de circulation générale (GCM de l’Hadley Centre) à la résolution spatiale d’environ 300 km. Ces données se rapporteront au moins au territoire national et couvriront au moins la période «1961-2099». Le détail temporel des données de scénario sera au moins journalier.

Dans les points de grille du modèle du territoire italien, pour chaque scénario, on effectuera une analyse statistique pour l’identification des valeurs climatiques moyennes à niveau annuel, saisonnier et mensuel, pour la période 1961-2000, pour les quantités: température de l’air au sol, précipitations, radiation solaire (nébulosité), vent, humidité relative, évapotranspiration potentielle.

En outre, on récupérera les séries des quantités mesurées correspondantes des stations au sol présentes sur la base de données de l’UCEA et d’autres organismes engagés dans le projet.

Les résultats du modèle à grande échelle (GCM) seront vérifiés en comparant la climatologie reproduite par le modèle avec la climatologie réelle, au moyen de techniques statistiques convenables. On effectuera les analyses statistiques nécessaires des anomalies climatiques des scénarios considérés, prévues par le modèle sélectionné, en considérant les valeurs moyennes des quantités relevées sur base annuelle, saisonnière et mensuelle.

Les données des scénarios préliminaires ainsi obtenues seront insérées sur une base de données facile à employer et distribuées aux autres groupes de recherche qui opèrent au sein du CLIMAGRI au moyen d’un CD-rom. Elles seront même accessibles à travers la connexion au site WEB de CLIMAGRI prévu dans le Sous-projet 4. Cette activité, se développera en étroite collaboration avec l’unité de recherche chargée de la divulgation des données et des résultats de CLIMAGRI (ligne de recherche 4.1)

Début du développement d’une recherche de réduction d’échelle («downscaling») des scénarios, pour transférer l’information quantitative à échelle locale et premier résultat d’application à 10 stations choisies de l’UCEA et afférant à des zones agricoles de mérite.


DEUXIÈME ANNÉE
Départ du programme pour l’utilisation d’un modèle (Hadley Regional Climate Model), comme instrument de passage à échelle locale de l’information quantitative et de la comparaison entre les différents résultats obtenus.

Récolte des données de détail actuellement disponibles relatives au modèle RCM introduit dans le GCM, à la résolution spatiale d’environ 50 km.

Dans les points de grille du modèle du territoire italien, on effectuera une analyse statistique pour l’identification de valeurs climatiques moyennes à niveau annuel, saisonnier et mensuel, pour la période 1961-2000, pour les quantités : température de l’air au sol, précipitations, radiation solaire (nébulosité), vent, humidité relative, évapotranspiration potentielle.

Les résultats du modèle à échelle régionale seront vérifiés en comparant la climatologie reproduite avec la climatologie réelle, au moyen de techniques statistiques convenables.

On effectuera les analyses statistiques nécessaires des anomalies climatiques des scénarios considérés, prévues par le modèle sélectionné, en considérant les valeurs moyennes des quantités relevés sur base décaduelle annuelle, saisonnière et mensuelle.

Les données des scénarios préliminaires obtenues seront aussi distribuées aux autres groupes de recherche qui opèrent au sein du CLIMAGRI ainsi qu’il a été décrit dans le point précédent.

Commencement des simulations pour la réduction d’échelle des scénarios climatiques distribués sur au moins 30 stations choisies par l’UCEA et par les autres lignes de recherche.

Mise en oeuvre de la technique de downscaling sous forme de logiciel, mise au point et distribution aux lignes de recherche pour l’utilisation avec toute sorte de données qu’ils possèdent.


TROISIÈME ANNÉE
Analyse climatologique régionalisée des scénarios de changement climatique prévus sur le territoire italien, de la comparaison avec les séries chronologiques utilisées pour l’analyse des résultats obtenus. Le but sera la réalisation d’un atlas national avec les scénarios climatologiques prévus.

ASPECTS INNOVATEURS
Le sous-projet 1 à l’intérieur du projet CLIMAGRI entend améliorer la compréhension et la quantification des impacts potentiels du changement climatique sur le territoire italien, pour la variation prévue des principales grandeurs atmosphériques moyennes et extrêmes des prochaines décennies.

A travers l’intégration des différentes lignes de recherche du projet on arrivera à établir les risques associés au changement climatique et à informer les structures destinées aux choix stratégiques de la mitigation du changement climatique et de la planification et programmation agricole.

On créera une base de données relationnelles, contenant toutes les données des scénarios climatiques futurs du territoire italien qui sera mise à la disposition de tous les participants et de toutes les structures nationales intéressées aux problématiques des changements climatiques.

On créera des scénarios à haute résolution (ordre de 50 km) au moyen d’un Regional Climate Model et au moyen d’une technique de réduction d’échelle de l’information (downscaling).

On produira des cartes de submersion des zones côtières selon les différentes hypothèses d’élévation du niveau de la mer.


RETOMBÉES TECHNICO-SCIENTIFIQUES/ÉCONOMICO-SOCIALES
Jusqu’aujourd’hui il n’existe pas, sous forme claire et définitive pour le territoire national, de scénarios de changement climatique relatifs aux grandeurs atmosphériques principales à la surface, associés à ces incertitudes.

Si on ne fait pas face en temps utile aux impacts du changement climatique en cours avec des actions de mitigation, les risques estimés au niveau international sont très élevés, car ces impacts peuvent dans certains cas mettre en crise les économies nationales.

Ces considérations justifient par elles-mêmes la réalisation de la recherche proposée. La recherche revêt en outre un rôle central au sein du Projet cible de recherche CLIMAGRI. Elle constitue une des sources des données agroclimatiques fondamentales pour l’étude des impacts du changement climatique en agriculture.

En effet, d’autres recherches du PC utiliseront des scénarios de détail réalisés dans cette ligne de recherche. Cette dernière, par ailleurs, attend des indications pour l’amélioration des techniques de production et de distribution des données du scénario climatique pour l’évaluation de l’impact.


BIBLIOGRAPHIE ESSENTIELLE
  • Gozzini B., Crisci A., Meneguzzo F., Grifoni D., Rossi M., Zipoli G.(1998) "Derivation of statistical relationship between central western Mediterranean sea surface temperature anomalies and climatic features in Tuscany (Italy) on a monthly basis" Actes ECAC, Vienne.
  • Crisci A., Gozzini B., Grifoni D., Meneguzzo F., Zipoli G., Pagliara S. (1999) "Climatic variability and its impact on rainfall extremes and urban runoff design in Tuscany" Hydrological extremes: Understanding, Predicting, Mitigating, IAHS Publ. No. 255, pp. 55-63.
  • Maracchi G., Crisci A., Grifoni D., Gozzini B., Meneguzzo F., Zipoli G. "Some features of climate variation in central Italy: need for a mediterranean cooperation" Conference Impacts of Climate Change on the Mediterranean Countries, Metsovo, Greece, 2-4 September 1998.
  • Crisci A., Gozzini B., Grifoni D., Meneguzzo F., Zipoli G., Maracchi G. "Extreme rainfalls at the regional scale: statistical analysis of time series and underlying large scale processes" Symposium on advances in regional climatology, Karlsruhe, Germany, 5-7 October 1998.









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