L'ensemble de scénarios climatiques pour (cQ)2 - Ouranos

ouranos.ca

L'ensemble de scénarios climatiques pour (cQ)2 - Ouranos

L’ensemble de scénariosclimatiques pour (cQ) 2Marco Braun 4Équipe (cQ)² : Diane Chaumont 4 , Catherine Guay 2 , Frédéric Guay 2 , Simon Lachance-Cloutier 1 , Noël Évora 3 , Marie Minville 2 , Simon Ricard 1 , René Roy 2 , Richard Turcotte 1Symposium Ouranos, 19 novembre 2012, Montréal1 2 3 4


Ce qu’on a …ObservationsalimententModèleHydrologique


Climat réel:Observations


Climat réel: ObservationsTemp. moyenne annuelle observéePrécip. moyenne annuelle observée


Climat réel: Observations


Ce qu’on veut …Modèle deObservationsclimatalimententModèleHydrologique


Comment « construire »un climat futur?


Climat virtuel:Modèles de climat


Modèles de climat globaux (MCG)• Discrétisation 3D del’atmosphère• Système des équationsdifférentielles baséessur les lois physiquesbien établiesGrille horizontale:Longitude / LatitudeGrille verticale:Elévation ou pression2.5 / ~ 300km


Modèles de climat globaux (MCG)• Discrétisation 3D del’atmosphère• Système des équationsdifférentielles baséessur les lois physiquesbien établiesGrille horizontale:Longitude / LatitudeGrille verticale:Elévation ou pression0.25 / ~ 30km


Modèles de climat regionaux (MRC)• Discrétisation 3D del’atmosphère regional• Objectif: Augmenterla résolution spatialede la simulation duclimat à un coûtraisonnableGrille du MRCC0.25 / ~ 30km


Simulations de climat: 3 sources• CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 3)– 15 modèles globaux– 3 scénarios de gaz à effet de serre (SRES B1, A1B, A2)– multi-membre– 73 simulations• NARCCAP (North American Regional Climate Change Assessment Program)– 3 modèles régionaux pilotés par 4 modèles globaux– Scénario de gaz à effet de serre SRES A2– 5 simulations• Ouranos– Modèle Régional de Climat Canadien version 4.2.3 (CRCM)– Scénario de gaz à effet de serre SRES A2– 9 simulations


Simulations de climat: Sources• CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 3)– 15 modèles globaux– 3 scénarios de gaz à effet de serre (SRES B1, A1B, A2)– multi-membre– 73 simulations• NARCCAP (North American Regional Climate Change Assessment Program)– 3 modèles régionaux piloté par 4 modèles globaux– Scénario de gaz à effet de serre SRES A2– 5 simulations• OuranosTotal:87 simulationsRéférence: 1961-2000Futur: 2041-2070– Modèle Regional de Climat Canadien version 4.2.3 (CRCM)– Scénario de gaz à effet de serre SRES A2– 9 simulations


Extraire un scénario pour un bassin versantrésolution:~3.75 /~400kmBassin versant du SaguenaySuperficie: 88,000 km 2~ 300 x 300 km


Extraire un scénario pour un bassin versantrésolution:~3.75 /~400km


Extraire un scénario pour un bassin versantrésolution:~1.9 / ~200km


Extraire un scénario pour un bassin versantrésolution:~0.5 / ~45km


Extraire un scénario pour un bassin versantChaque point de grillereprésente une sérietemporelle dumonde virtuel


Enlever les biais:Méthodes depost-traitement


Évolution des concentrations de gaz à effet de serreModèles de climat globaux (MCG)abcdefhijMRCMRCgMRCMise àl’échellestatistiqueMRCPerturbationsPerturbationsCorrectiondebiaisModèle HydrologiqueRégime hydrologique simulé (2050)Adapté deMusic et al. 2008


Évolution des concentrations de gaz à effet de serreModèles de climat globaux (MCG)abcdefhijMRCMRCgMRCMise àl’échellestatistiqueMRCPerturbationsPerturbationsCorrectiondebiaisModèle HydrologiqueModèleHydrol.Régime hydrologique simulé (2050)Adapté deMusic et al. 2008


Évolution des concentrations de gaz à effet de serreModèles de climat globaux (MCG)cdefhMRCMRCgPerturbationsCorrectiondebiaisObservationsdu climatModèle HydrologiqueRégime hydrologique simulé (2050)Adapté deMusic et al. 2008


Méthodes de post-traitementDeux ‘familles’ principales …Perturbationdes observations avec desdeltas FUT vs REFCorrection des biaisavec des biaisconnus OBS vs REFHypothèse:• les biais sont (presque) identiques dans la période de référence(REF) et dans le futur (FUT)Pourquoi le post-traitement?• Les modèles hydrologiques sont calés avec des donnéesobservées• Permet la comparaison quantitative des simulations vs la réalité


Post-traitement: PerturbationPRESENTsimulation de référence (biaisée)FUTURSimulation du futur (biaisée)Δ FUT - REFobservationsSimulation du futur (corrigée)


Post-traitement: PerturbationPRESENTsimulation de référence (biaisée)FUTURSimulation du futur (biaisée)Deux approches:• Perturbation par différence Δ REF des moyennes - FUT mensuelles FUT-REF (PDM)• Perturbation par des différences de quantiles FUT-REF (PQT)observationsSimulation du futur (corrigée)


Post-traitement: Correction de biaisPRESENTsimulation de référence (biaisée)FUTURSimulation du futur (biaisée)Δ OBS - REFobservationsSimulation du futur (corrigée)


Post-traitement: Correction de biaisPRESENTsimulation de référence (biaisée)FUTURSimulation du futur (biaisée)Deux approches:• Correction par des différences des quantiles des biais REF-OBS (CQT)• Correction des fréquences et de la moyenne (LOC)Δ REF - OBSobservationsSimulation du futur (corrigée)


Discussion des Méthodes• Perturbation:– Conserve la variance des observations– Séquence des événements n’est pas changée (fréquence, variance)• Correction des biais– Conserve la dynamique différente créée par les modèles (fréquence,variance)– La différence des biais entre la période de référence et la périodefuture est ignorée• Toutes méthodes– Perte de la cohérence physique entre les variables


Base de données des scénarios climatiques4 méthodes de post-traitement +sorties directes =5 variétés d’un climat futur:87 simulations x5 saveurs =435 scénarios/bassinpour305 bassins HQ +40 bassins CEHQ ≈~150,000 scénarios


Analyse des ScénariosEastmain & La Chaudiére


Dispersion des simulationsΔ annuel 1961-2000 vs 2041-2070


Dispersion des simulations: MRCsΔ annuel 1961-2000 vs 2041-2070


Dispersion des simulations: SRESΔ annuel 1961-2000 vs 2041-2070


Dispersion des simulations: post-traitementΔ annuel 1961-2000 vs 2041-2070


Incertitudes dans les scénariosNon-réductible• Variabilité naturelle• Scénarios SRES• Taille des bassinsRéductible• Imperfection des modèles: amélioration des modèles• Méthodes de post-traitement: trouver les façons optimales


Signal de changementdans les scénarios


Changement des TempératuresMédiane de tous scénarios climatiques4.0-5.0 C 2.3-3.0 C1.8-2.8 C


Variance REF vs FUT% des 87 simulations avec une différence de variancedes valeurs annuelles entre REF et FUTTminTmaxPrécipitation totale


Conclusions• Couverture de tout le terrain du Québec


Conclusions• Couverture de tout le terrain du Québec• Le plus grand ensemble de simulations possible


Conclusions• Couverture de tout le terrain du Québec• Le plus grand ensemble de simulations possible• 4 versions de post-traitement (testées et publiées)


Conclusions• Couverture de tout le terrain du Québec• Le plus grand ensemble de simulations possible• 4 versions de post-traitement (testées et publiées)• Une base de données pour la recherche


Conclusions• Couverture de tout le terrain du Québec• Le plus grand ensemble de simulations possible• 4 versions de post-traitement (testées et publiées)• Une base de données pour la recherche• But futur des analyses: augmenter l’efficacité de laproduction des scénarios en déterminant les méthodespertinentes selon l’application


Merci!Questions?Suggestions?

More magazines by this user
Similar magazines