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Institut de recherche pour la conservation des zones humides méditerranéennes

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Longs épisodes secs hivernaux dans le bassin méditerranéen et conditions atmosphériques associées : variabilité contemporaine et future (1957-2100)

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Titre :	Longs épisodes secs hivernaux dans le bassin méditerranéen et conditions atmosphériques associées : variabilité contemporaine et future (1957-2100)
Auteurs :	Florian Raymont, Auteur
Type de document :	Thèse
Editeur :	[S.l.] : Université de Bourgogne-Franche Comté, 4 décembre 2017
Format :	351
Langues:	Français
Index. décimale :	S2 (Climatologie)
Mots-clés :	zone méditerranéenne ; Espagne ; Ebre ; delta ; Impact changement climatique ; Sécheresse ; Agriculture
Mots-clés:	bassin méditerranéen, sécheresses hivernales, conditions atmosphériques, changement climatique, impacts agro-environnementaux Mediterranean basin, winter droughts, atmospheric conditions, climate change, agro-environmental impacts.
Résumé :	Dans un contexte de changement climatique actuel et futur, se traduisant notamment par un assèchement déjà observé en Méditerranée, cette thèse se concentre sur l’étude de la variabilité contemporaine et future (1957-2100) des événements de très longs épisodes secs (eTLES) hivernaux (septembre-avril) dans le bassin méditerranéen. Une méthodologie originale a été développée au cours de cette thèse pour appréhender les eTLES comme des événements climatiques singuliers, caractérisés par des critères de localisation, de durée et d’extension spatiale. Sur la période contemporaine (1957-2013), 76 eTLES ont été détectés dans le bassin méditerranéen. Ces événements sont répartis en 4 principales configurations géographiques : Nord-Est, Ouest, Dispersés & Restreints et Sud-Est. Les configurations de types Nord-Est et Ouest sont associées à des blocages anticycloniques localisés à environ 1 000 km au nord-ouest des secteurs principalement affectés par les eTLES, favorisant un ciel dégagé et l’absence de précipitations. Les configurations de types Dispersés & Restreints et Sud-Est sont particulières, car la première est caractérisée comme étant une classe résiduelle regroupant des eTLES à faible extension spatiale répartis dans l’ensemble du bassin, la seconde est caractérisée par des eTLES saisonniers qui s’insèrent dans la continuité de l’été sec observé à l’est du bassin méditerranéen. Les grands régimes de circulation atmosphérique du domaine Euro- Atlantique montrent un certain contrôle sur les eTLES. Ainsi, la phase positive de l’oscillation nord-atlantique (NAO+) est le seul régime à être clairement favorable au développement d’eTLES sur la quasi-totalité du bassin. Le régime est-atlantique (EA) ne montre pas de contrôle sur les eTLES, atlantic ridge (AR) et la phase négative de l’Oscillation Nord-Atlantique (NAO-) sont deux régimes généralement défavorables aux eTLES. Cependant, des eTLES sont pourtant associés aux régimes AR, EA et NAO-. Pour cela, il faut que ces trois régimes de circulation soient associés à des pressions atmosphériques légèrement plus élevées au nord-ouest des secteurs impactés par les eTLES, comparativement à leur climatologie respective. Les longues séquences des régimes AR, EA et NAO+, représentatives d’une certaine stabilité atmosphérique durable dans le temps, sont préférentiellement associées aux eTLES, contrairement aux courtes séquences de ces trois régimes. À l’inverse, les longues séquences du régime NAO-, renforçant les basses pressions atmosphériques sur l’Europe et le bassin méditerranéen, sont peu associées aux eTLES. Bien que les deux modèles ALADIN52 et LMDZ4-NEMOMED8 affichent des résultats différents à plusieurs niveaux, ils s’accordent tout de même à montrer que les eTLES devraient être de plus en plus longs d’ici à l’horizon 2100, de façon encore plus marquée pour la trajectoire RCP8.5 que RCP4.5. Une analyse multi-modèles comprenant 12 simulations CMIP5 montre qu’en moyenne par saison, la pression réduite au niveau de la mer aurait tendance à augmenter sur l’océan Atlantique, au large des côtes françaises et sur le centre du bassin méditerranéen, de façon robuste pour la trajectoire RCP8.5. À l’inverse, la fréquence et la durée des séquences des 4 régimes de circulation atmosphérique ne semblent pas être amenées à évoluer d’ici à l’horizon 2100. Une étude est enfin menée pour constater les impacts des eTLES sur la production agricole en Espagne. Le nombre de jours d’eTLES impacte davantage les rendements d’orge, de blé et d’avoine (espèces d’hiver et cultivées au travers d’une agriculture pluviale) que les simples ratios de jours secs et les cumuls de pluie en Espagne. Une étude de cas réalisée sur deux saisons ayant reçu des cumuls de pluie comparables montre qu’en plus des rendements, un eTLES provoque une baisse significative de l’humidité des sols et du débit du fleuve Èbre. / In the context of climate change, as reflected by a dryer Mediterranean basin, this thesis focused on the study of the contemporary and future variability (1957-2100) of the wintertime (September to April) very long dry spells events (called VLDSe) in the Mediterranean basin. An original methodology was developed in this thesis in order to define VLDSe as singular climatic events, characterized by location, duration and spatial extent criteria. 76 VLDSe were detected in the Mediterranean basin on the contemporary period (1957-2013). These events are divided into 4 main geographical patterns: North-East, West, Scattered Localized and South-East. North- East and West configurations are associated with anticyclonic conditions located approximately 1 000 km northwestern to the areas a.ected by the VLDSe, favoring a clear sky and no precipitations. The Scattered Localized and South-East configurations are special: the first one is characterized as a residual class grouping VLDSe with small spatial extent and distributed throughout the entire basin, and the second one is characterized by seasonal VLDSe which are the continuation of the dry summer observed in the east of the Mediterranean basin. Euro-Atlantic weather regimes have some control on the VLDSe. The positive phase of the north-atlantic oscillation regime (NAO+) is the only one that is clearly favorable to the development of VLDSe on almost the entire basin. The east-atlantic regime (EA) does not show any control on the VLDSe, and the atlantic ridge (AR) and the negative phase of the northatlantic oscillation (NAO-) regimes are generally detrimental to VLDSe. However, some VLDSe can sometimes be associated with AR, EA and NAOregimes. This requires these three weather regimes to be associated with slightly higher atmospheric pressure northwest of the areas impacted by the VLDSe, compared to their respective climatology. Long duration of the AR, EA and NAO+ regimes, which are coupled with sustained atmospheric stability, are preferentially associated with VLDSe, in contrast to the short duration. Conversely, the long duration of the NAO- regime, reinforcing the low atmospheric pressure on Europe and the Mediterranean basin, are weakly associated with VLDSe. Although the two climate models ALADIN52 and LMDZ4-NEMOMED8 differ in several respects, they agree in that VLDSe should be longer by 2100, especially in the RCP8.5 trajectory. A multi-model analysis with 12 CMIP5 simulations shows that wintertime sea-level pressure tends to increase in the Atlantic Ocean, o. the French coast and in the central the Mediterranean basin for the RCP8.5 trajectory. Conversely, the frequency and duration of the 4 weather regimes do not show significant trends until the end of the 21st century. Finally, a study is carried out to assess the impact of VLDSe on agricultural production in Spain. The number of VLDSe days has a larger impacts on the yields of barley, wheat and oats (winter species and cultivated through rainfed agriculture) than the simple ratio of dry days or seasonal rainfall amounts in Spain. A two-season case study, based on seasons with comparable rainfall amounts, shows that in addition to yields, a VLDSe causes a significant decrease in soil moisture and in the Ebro River flow.
En ligne :	http://climatologie.u-bourgogne.fr/96-breaking-news/484-soutenance-de-these-florian-raymond.html

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