Дисертації з теми "Modèles de changement climatique"
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Gastineau, Guillaume. "Les changements de la circulation atmosphérique tropicale et conséquences lors du changement climatique." Paris 6, 2008. http://hal.upmc.fr/tel-01332290.
Анотація:
Les variations de la circulation tropicale de grande échelle lors du changement climatique peuvent avoir d'importantes conséquences en terme d'impact sur les activités humaines. Dans un premier temps nous étudions la circulation atmosphérique tropicale méridienne, dans les différents modèles climatiques couplés. Lors du réchauffement climatique, nous trouvons que les circulations méridiennes de Hadley et les jets subtropicaux sont significativement déplacés vers les pôles, et que l'intensité de ces circulations diminue faiblement lors du changement climatique. Dans une seconde partie, des simulations utilisant le GCM LMDZ4 dans différentes configurations, montrent que l'intensité et le déplacement des cellules de Hadley sont reliés au changement uniforme de température de mer mais aussi au changement des gradients méridionaux de température. Enfin, on montre que les changements de circulation de Hadley peuvent alors avoir un impact significatif sur la rétroaction de la vapeur d'eau.
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Magné, Bertrand. "Changement climatique et ordre optimal d'exploitation des ressources." Toulouse 1, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU10069.
Анотація:
La théorie de gestion des ressources naturelles permet d'étudier l'origine des émissions de carbone qui contribuent à l'effet de serre. Nos simulations du marché de l'énergie montrent qu'à long terme des sources d' énergies alternatives, solaire et nucléaire, se substituent progressivement aux énergies fossiles sous des hypothèses raisonnables de baisse des coûts. Nous analysons l'ordre d'exploitation d'une ressource fossile et de son substitut propre, en présence d'un seuil de pollution à ne pas dépasser. De nouvelles simulations confirment l'intérêt de disposer rapidement d'un substitut à faible coût. L'abattement d'une partie de la pollution réduit sensiblement le coût de l'externalité. Nous modélisons enfin le cycle du combustible nucléaire en reliant les flux et les stocks de matières fissiles qui approvisionnent un parc de réacteurs. Si l'on envisage de recourir à ces centrales pour lutter contre le changement climatique, l'utilisation des surgénérateurs devient nécessaireWe study the origin of carbon emissions which lead to climate change, owing to the theory of natural resource management. Our simulations of the energy market show that in the long run, alternative energy sources, such as solar and nuclear, progressively substitute to fossil sources under reasonable cost decrease assumptions. We analyze the order of exploitation of a fossil resource and its clean substitute when the pollution accumulation is capped. New simulations emphasize the benefits of the early adoption of a cheap substitute. The pollution abatement reduces appreciably the externality cost of climate change. We finally model the nuclear fuel cycle linking the flows and stocks of fissil materials that supply a nuclear fleet. We exhibit the need for fast breeder reactors if uranium ore and nuclear technology are to be used massively in order to mitigate climate change
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Henriet, Fanny. "Essais sur l'économie du changement climatique." Paris, EHESS, 2012. http://www.theses.fr/2012EHES0025.
Анотація:
Cette thèse porte sur plusieurs questions, diverses, liées aux politiques climatiques. Le premier chapitre porte sur l'extraction optimale d'une ressource non renouvelable polluante en présence d'une réglementation environnementale et lorsqu'une technologie propre peut être développée par des activités de recherche et développement. Le deuxième chapitre étudie l'introduction de la technologie de capture et de stockage du carbone. Lorsque les contraintes techniques ne permettent pas de capturer toutes les émissions, cette technologie devrait être utilisée avant que les dommages environnementaux ne se manifestent. Le troisième chapitre étudie les changements du système fiscal optimal quand une externalité est découverte, dans un cadre à la Mirlees, avec agents hétérogènes. Si la productivité et le coût d'accès est un bien propre de substitution sont négativement corrélés, alors aucun bien ne devrait être taxé en l'absence d'externalité. Avec externalité, il est optimal de taxer le bien sale à un taux inférieur au taux pigouvier et de taxer le bien propre. Dans le quatrième chapitre, nous construisons, étalonnons et simulons un modèle stylisé conçu pour évaluer l'ampleur de la taxe carbone qui permettrait à l'économie française de diviser par quatre ses émissions de CO2 à un horizon de quarante ans. L'ampleur de la taxe carbonne nécessaire est tout à fait irréaliste. Le cinquième chapitre discute du taux d'actualisation écologique qui doit être utilisé pour évaluer les projets visant à améliorer l'environnement. Nous étudions les propriétés du taux d'actualisation standard, ainsi que du taux d'actualisation écologique. Nous discutons aussi une forme du principe de précautionThis thesis focuses on several issues related to climate policies. The first chapter focuses on the optimal extraction of a polluting non-renewable resource when there is an environmental regulation and when a clean technology can be developed through research and development. The second chapter examines the introduction of a carbon capture and storage technology. When all emissions can not be captured, because of technical constraints, this technology should be used before any environmental damages occurs. The third chapter examines the optimal tax system changes when an externality is discovered in a model à la Mirlees with heterogeneous agents. If productivity and the cost of access to a clean substitute are negatively correlated, there should be no indirect taxes, in the absence of externalities. With externality, it is optimal to tax the dirty good, less than the Pigovian rate, and the clean good. In the fourth chapter, we build, calibrate and simulate a stylized model designed to assess the magnitude of the carbon tax that would allow the French economy to divide by four its CO2 emissions in forty years. The magnitude of the carbon tax required is quite unrealistic. The fifth chapter discusses the ecological discount rate that should be used to assess projects aiming at improving the environment. We study the properties of the standard discount rate and the ecological discount rate. We also discuss a version of the precautionary principle
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Derouiche, Sabrine. "Impact du changement climatique dans les modèles numériques à l'échelle régionale." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPASJ025.
Анотація:
La région méditerranéenne est considérée une des zones les plus vulnérables au changement climatique.Plusieurs études élaborées sur l'évolution temporelle de différents paramètres météorologiques ont trouvé une variabilité climatiques significative à la fin du XXe siècle.En plus, d'après les modèles de projection climatique, il est attendu que les changements climatiques s'intensifient sur toute la région vers la fin du XXIe siècle.Par conséquence,leurs impacts deviennent de plus en plus dangereux et couteux. La pluie est considérée comme la signature la plus sensible du climat pour l'Homme.Ainsi,son analyse et la caractérisation des régime pluviométriques dans la région permet d'appréhender son évolution future. Cette recherche s'appuie surtout sur une base de données journalières des observations sur 70 stations pluviométriques sur une période de 50 ans (1960-2009) et sur une échelle régionale concernant le nord de la Tunisie. D'autre part, les pluies journalières calculées par des modèles de réanalyse ERA-Interim sont également considérées. Ces données ont l'avantage d'être complètes dans le temps et dans l'espace. Elles peuvent jouer un rôle important dans la compréhension de la variabilité climatique d'où il est primordial d'évaluer leur qualité par rapport aux observations. Le traitement des données pluviométriques est également inédit puisqu'il s'agit d'analyser la variabilité spatiale et temporelle à l'échelle de structures pluvieuses organisées en événements pluvieux. Bien que les précipitations, en Tunisie, ont été analysées par plusieurs hydrologues et géographes à différentes échelles allant de quelques minutes à des années, le découpage en épisodes pluvieux et épisodes secs proposé dans ce travail est original.Cette approche vise à prendre en considération le caractère intermittent de la pluie, qui est une des propriétés fondamentales des précipitations.L'agrégation des jours de pluie a conduit à envisager six descripteurs des événements pluvieux pour chaque station sur une période de 50 ans.L'espace multidimensionnel ainsi créé est analysé en première partie par une méthode factorielle classique (l'analyse en composantes principales ACP). Puis par la méthode de classification non-linéaire SOM (Self-Organizing Map) associée à une classification hiérarchique ascendante (CHA). Les deux approches ont permis de comprendre les structures des données et d'en définir une typologie. L'ACP a conduit à résumer les descripteurs de pluie adoptés en trois composantes principales : La première représente un indicateur de quantité de pluie, la seconde l'intermittence des pluies et la troisième est un indicateur de structure. L'interprétation spatiale a divisé la zone d'étude en trois régions d'orientation NE-SO, avec une opposition entre la façade Nord-Ouest et son arrière-pays et la façade Sud-Est et son arrière-pays avec une zone intermédiaire située entre ces deux régions. Par ailleurs, la thèse investigue les corrélations entre les composantes principales et des indices climatiques dérivant les modes de variabilité climatiques. Des corrélations significatives ont été mises en évidence pour les indices Oscillation nord Atlantique et Oscillation Arctique. Aussi, des liens entre les anomalies de pression à la surface de la mer et les composantes principales ont été montré par des une analyse composite. Les méthodes combinées (SOM et CHA) sont appliquées aux descripteurs de pluie associés au réseau de mesure et met en évidence 4 classes ayant des typologies différentes pour les structures d'épisodes pluvieux. Leur variabilité spatiale et temporelle a ensuite été analysée. Ces classes sont utilisées comme une référence pour l'analyse des données estimées par le modèle de réanalyse. La comparaison avec les observations a montré que les distributions statistiques n'ont pas la même asymétrie.Par contre, le modèle montre une bonne cohérence des structures temporelle des classes de pluie avec les observations à une échelle régionaleThe Mediterranean region is considered one of the most vulnerable areas to climate change because of its socio-cultural wealth and its biodiversity. Several studies about the evolution of different parameters found a significant climate variability at the end of the 20th century. Moreover,according to climate projection models, an intensification of this climate change is expected, over the region, to the end of the 21th century.Consequently, their impacts become more dangerous and expensive. Rain is considered to be the most sensitive signature of climate for humans. Thus, its analysis and the characterization of rainfall regimes over the region allow to apprehend its future evolution. This study is mainly based on daily rainfall observations collected from 70 rain gauge stations over 50-year period (1960-2009) on a regional scale covering all of northern Tunisia. On the other hand, daily precipitations produced by ERA-Interim reanalysis model, equally at regional scale, are also considered in this study. These estimated data have the advantage of being complete over the time and the space. They can have an important role in understanding the climate variability, hence it is essential to assess their quality in relation to observations. The rainfall data processing is novel. Indeed, the analysis of spatial and temporal variability analysis was carried out on the rain event scale. Although rainfall in Tunisia has been analysed by several hydrologists and geographers at different scales ranging from a few minutes to years, the division into rainy episodes and dry episodes proposed in this analysis is original. This approach aims to take into account the intermittent nature of the rain which is one of the fundamental properties of the precipitations. The aggregation of rainy days led to consider six descriptors of rainy events for each measurement point over a period of 50 years. The multidimensional space, thus, created was analysed in the first part by a classic factorial method PCA (Principal Component Analysis), then by the non-linear classification method SOM (Self-Organizing Map) combined with Hierarchical agglomerative clustering (HAC). The two approaches allowed to understand the rainfall data structures and to define a typology. The principal component analysis summarized the six rainfall descriptors adopted into three main components: the first one is an indicator of the rainfall quantity, the second one represents the intermittent character of rain over the season and the third one is a structure indicator. The spatial interpretation divided the study area into three regions of NE-SW orientation, with an opposition between the North-West facade and its hinterland and the South-East facade and its hinterland with an intermediate zone located between these two regions. Moreover, the thesis investigated the correlations between the principal components of PCAs and climate patterns indices. Significant correlations were found for the North Atlantic Oscillation and Arctic Oscillation indices. In addition, relationships between sea surface pressure anomalies and principal components were shown by a composite analysis. The combined methods (SOM and HAC) were applied to rainfall descriptors produced by the rain gauge stations network and highlighted 4 classes with different typologies of wet spells structure. Their spatial and temporal variability was, then, analysed. These classes were used as a reference for the analysis of the reanalysis data.The univariate and multivariate analysis of the model data and the comparison with the observations showed that the number of rainy days and the duration of the events are significantly overestimated in the reanalyses. Moreover, the statistical distributions didn't have the same asymmetry. On the other hand, the model showed a good coherence of the temporal structures of the rainfall classes with the observations on a regional scale
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Le, Roux Renan. "Modélisation climatique à l’échelle des terroirs viticoles dans un contexte de changement climatique." Thesis, Rennes 2, 2017. http://www.theses.fr/2017REN20057/document.
Анотація:
À l’échelle d’un terroir viticole, le climat présente des variations significatives et joue un rôle important sur les caractéristiques des vins produits. L’adaptation de la filière viticole au changement climatique en cours nécessite la connaissance de l’évolution du climat à l’échelle locale. Cette étude vise à intégrer cette échelle dans les projections climatiques en se basant sur l’utilisation combinée de modèles dynamiques et géostatistiques. Dans un premier temps, l’utilisation d’un modèle climatique régional à haute résolution (1 km) dans les vignobles de Marlborough (Nouvelle-Zélande) a permis de cartographier les températures d’une région viticole. Les limites et les incertitudes de l’utilisation de ce type de modèle, notamment pour la représentation des variations thermiques les plus locales, ont également été étudiées. Par l’utilisation des données issues d’un réseau dense de capteurs de température, une seconde étape a consisté au développement d’un modèle statistique non linéaire permettant une cartographie fine des températures sur les appellations Saint-Émilion, Pomerol et leurs satellites. Enfin une méthode d’intégration de l’échelle locale dans les projections de changement climatique est proposée, associant modèles dynamiques et modèles géostatistiques. Cette thèse a mis en évidence que l’utilisation simultanée de différentes méthodes de modélisation des températures peut représenter une piste intéressante pour pallier aux manques qu’elles peuvent représenter individuellement et limiter ainsi l’incertitudeAt vineyard scale, climate variability can be significant in magnitude and play a key role in vine and wine characteristics. Adaptation of viticulture to climate change requires knowledge about future fine-scale climate evolution. This study aims to integrate local scale in future climate projections, coupling dynamic and statistical modelling. A first step consisted in producing temperature maps at 1 km resolution using WRF in a vineyard area (Marlborough, New-Zealand) and evaluating model uncertainties. It revealed that dynamical models do not represent well local climate variations. Using a high density temperature data logger network, the second part is dedicated to developing a non-linear statistical model to map temperature at very fine scale in famous sub-appellations of the Bordeaux vineyard area (Saint-Émilion). Following, a method, coupling dynamical and statistical modelling, is proposed to integrate local scale in climate change projections. This thesis highlights that using simultaneously statistical and dynamical models can be an approach to reduce model uncertainties
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Somot, Samuel. "Modélisation climatique du bassin méditerranéen : variabilité et scénarios de changement climatique." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00165252.
Анотація:
Les flux air-mer, la convection profonde et la cyclogénèse sont étudiés en Méditerranéegrâce au développement d'un modèle régional couplé (AORCM). Il reproduit correctement
ces processus et permet de quantifier et d'étudier leur variabilité climatique. Le couplage
régional a un impact significatif sur le nombre de cyclogénèses intenses en hiver et sur
les flux et précipitations associés. Il simule une variabilité interannuelle plus faible qu'en
mode forcé pour les flux et la convection et permet de comprendre les rétroactions
qui la pilotent. L'impact régional d'un scénario climatique est analysé avec les modèles
non-couplés : le nombre de cyclogénèses diminue, les pluies associées augmentent au
printemps et en automne et diminuent en été. En outre, la Méditerranée se réchauffe,
se sale et sa circulation thermohaline s'affaiblit fortement. Cette thèse conclut de plus à
la nécessité des AORCMs pour étudier l'impact du changement climatique en Méditerranée.
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Hopuare, Marania. "Changement climatique en Polynésie française détection des changements observés, évaluation des projections." Thesis, Polynésie française, 2014. http://www.theses.fr/2014POLF0007/document.
Анотація:
Les effets du changement climatique sur les îles du Pacifique constituent un enjeu majeur pour les populations insulaires. En particulier, les précipitations constituent un des paramètres sensibles car elles conditionnent la ressource en eau. Le but de cette thèse est mettre d'apporter les premiers éléments de réponse relatifs à l'évolution des précipitations au cours du 21ème siècle sur Tahiti. Dans un premier temps, les précipitations à Tahiti ont été caractérisées à partir des mesures issues du réseau d'observation de Météo France. La saison des pluies, de novembre à avril, constitue la saison d'intérêt, car c'est à cette période de l'année que les cumuls de pluie sont les plus élevés. En effet, la zone de convergence du Pacifique sud (SPCZ), siège de la convection profonde, est la principale source de précipitations à Tahiti en été austral (Décembre-Janvier-Février). A l'échelle interannuelle et interdécennale, les phénomènes El Niño Southern Oscillation (ENSO) et Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) induisent des migrations nord/sud et est/ouest de cette zone de convergence qui l'éloignent ou l'approchent de Tahiti. L'IPO, implique un déplacement de la SPCZ vers le nord-est en phase positive, ce qui induit des cumuls plus élevés observés à Tahiti. Elle est déplacée vers le sud-ouest en phase négative de l'IPO, d'où une diminution des pluies à Tahiti. L'étude montre qu'en IPO positif, l'occurrence d'événements El Niño intenses est favorisée. Pour ces cas de figure, la SPCZ migre brutalement vers le nord-est et adopte une orientation zonale au-dessous de l'équateur. Cette configuration l'éloigne de Tahiti et perturbe le flux d'alizés de sud-est, il en résulte alors des pluies orographiques très abondantes sur les côtes sud-est de l'île. Suite à cet état des lieux des précipitations observées, une méthodologie originale, en l'absence de toute autre expérience internationale sur la région, a été mise en œuvre pour obtenir un modèle capable de distinguer l'île et capturer au mieux les effets orographiques. Deux descentes d'échelle successives ont été nécessaires pour passer du modèle couplé global CNRM-CM, à 150 km de résolution, au modèle à aire limitée ALADIN-Climat, de résolution 12 km, centré sur Tahiti. Les sorties du modèle régional obtenues ont été confrontées aux observations sur la partie historique. Un lien a été établi entre les précipitations observées et modélisées sur la période passée. Ce lien est construit entre stations d'observations et points de grille du modèle exhibant un comportement similaire relatif aux phases de l'ENSO. Il a été supposé encore pertinent au 21ième siècle pour déduire les précipitations futures les plus réalistes à Tahiti, à partir des précipitations simulées par le modèle à 12 km, suivant deux scénarios du GIEC (RCP4.5 et RCP8.5). La structure spatiale du réchauffement climatique de type El niño conforte la pertinence du lien établi. Les résultats obtenus concernent les côtes sud de Tahiti. Les précipitations vont augmenter progressivement tout au long du 21ème siècle, en réponse au réchauffement global. A Papara, il est tombé en moyenne sur la période 1961-2011 pendant l'été austral 695 mm de pluie. Il tombera en moyenne sur la période 2070-2100, 825 mm selon le scénario RCP4.5, 814 mm selon le scénario RCP8.5, soit une augmentation d'un peu moins de 20 %. Ajoutés à cet accroissement à long terme, les événements El Niño induiront un excédent de précipitations. Mais cet effet sera réduit en fin de période dans le RCP8.5. A l'inverse, les événements La Niña s'accompagneront toujours d'un déficit de précipitations mais sans arriver à contrecarrer l’accroissement à long termeThe effects of climate change on Pacific islands is a major concern for the local populations. The rainfall parameter, specifically, appears as one of the sensitive parameters, as it determines water resources. The goal of this thesis is to bring a first insight into the 21st century evolution of precipitation in Tahiti.The first step was to characterize rainfall in Tahiti using data records from the observation network of Meteo France. The “rainfall season”, lasting from November to April, is the season of interest, as rainfall amounts are the highest at this time of the year. Indeed, the South Pacific Convergence Zone (SPCZ), host of deep convection, remains the principal source of rainfall in Tahiti in austral summer (December-January-February). On interannual and interdecadal timescales, the El niño Southern Oscillation (ENSO) and the Interdecadal Pacific Oscillation (IPO) imply north/south and east/west migrations of the SPCZ, drawing it away, or closer to Tahiti. The positive phase of the IPO involves a north-eastward displacement of the SPCZ, which causes higher rainfall amounts in Tahiti. The SPCZ is displaced towards the south- west during negative IPO phase, leading to a decrease of rainfall in Tahiti. The study reveals that the IPO positive phase favor the occurrence of intense El niño events. In those cases, the SPCZ is critically displaced to the north-east and lies zonally just south of the equator. Accordingly, the SPCZ is drawn away from Tahiti and alters the south-east flow of trade winds. As a result, substantial orographic precipitation affect the south-east coasts of Tahiti.Following the assessment of observed precipitation for the period 1961-2011, an original method has been set up to obtain a model able to resolve the island and capture the orographic effects at best. Two successive downscaling steps have been necessary to get the limited area model ALADIN-Climat over Tahiti (at the resolution of 12 km), starting from the global coupled model CNRM-CM with a resolution of 150 km. The regional model outputs have been compared to the observed records over the historical period. A linkage between observed and modeled precipitation has been defined. This linkage has been built between meteorological stations and model grid cells exhibiting similar behaviour regarding the phases of ENSO. It has been assumed that this linkage is still relevant in the 21st century. In this way, future precipitation in Tahiti, as realistic as possible, are deduced from modeled precipitation (at 12 km of resolution), following two IPCC scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). The El niño-like spatial structure of global warming further confirms the relevance of the linkage built previously. The results obtained concern the southern coasts of Tahiti. Rainfall would gradually increase along the 21st century, as a consequence of global warming. In Papara, the austral summer mean rainfall height is 695 mm over the period 1961-2011. The mean value, for the period 2070-2100, would be 825 mm for the scenario RCP4.5 and 814 mm for the scenario RCP8.5, let say an increase of a little less than 20%. Superimposed to this long-range raise, El niño events would induce an excess of rainfall. This effect would be reduced at the end of the 21st century in RCP8.5. Conversely, La niña events would always involve a decline of rainfall, but would not succeed in counteracting the long-range increase
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Dulac, William. "Méthodes pour l'évaluation de l'activité cyclonique tropicale en changement climatique." Electronic Thesis or Diss., Toulouse 3, 2023. http://www.theses.fr/2023TOU30315.
Анотація:
En raison de leurs impacts dévastateurs sur les populations et les infrastructures des pays concernés, l'évolution future de l'activité cyclonique tropicale dans le contexte du réchauffement climatique est une question de grande importance. Deux méthodes existent pour évaluer l'activité cyclonique tropicale en changement climatique dans les modèles de climat : l'utilisation d'algorithmes de détection (traqueurs) de cyclones ou l'utilisation d'indices de cyclogénèse qui traduisent des relations statistiques liant l'activité cyclonique observée à des variables atmosphériques de grande échelle. Ces deux méthodes tendent à fournir des projections opposées dans les simulations climatiques. Motivée par ce désaccord, cette thèse propose alors d'explorer ces deux approches dans le but d'apporter des améliorations à chacune d'elles. Dans un premier temps, le traqueur de cyclones tropicaux du CNRM est appliqué à la réanalyse ERA5 du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, et évalué à l'aide de la base de données d'observations des cyclones IBTrACS. Ses performances sont évaluées en termes de probabilité de détection et de taux de fausses alarmes (POD et FAR), après optimisation des paramètres de détection, et en appliquant un filtre des systèmes de moyennes latitudes adéquat. Plusieurs métriques d'évaluation de la similarité des trajectoires détectées dans ERA5 avec celles observées sont ensuite proposées puis comparées. Ces métriques novatrices sont complémentaires au POD et au FAR et montrent que l'optimisation des paramètres de détection s'accompagne d'une légère amélioration de la similarité des trajectoires. De nouveaux indices de cyclogénèse sont ensuite construits sur ERA5 par régression de Poisson entre des prédicteurs de grande échelle thermiques et dynamiques, et la base de données IBTrACS. Les régressions sont déclinées à différentes résolutions spatiales et temporelles ainsi qu'à l'échelle globale et pour les différents bassins océaniques. La résolution temporelle accrue permet la correction du biais équatorial présent dans les indices les plus communément utilisés. La variabilité interannuelle des indices apparaît cependant robuste aux modifications apportées aux coefficients de pondération des variables de grande échelle. Suite à ce constat, l'apport de l'ajout de prédicteurs dans les régressions est évalué sur ERA5 ainsi que dans le modèle ARPEGE ; d'une part en ajoutant explicitement un diagnostique du mode de variabilité El Niño (ENSO) dans l'indice, et d'autre part en remplaçant l'humidité relative à 600 hPa par le déficit de saturation d'humidité intégré sur la colonne (VPD). L'ajout du diagnostique ENSO permet alors d'améliorer la variabilité interannuelle de l'indice dans la plupart des bassins océaniques. Les corrélations avec les séries observées est rendue statistiquement significative au seuil de 95% dans tous les bassins à l'exception du Nord Atlantique. L'utilisation du VPD permet quant à elle d'annuler les tendances à la hausse dans la période historique observée dans les indices basés sur l'humidité relative. L'indice obtenu présente donc un meilleur accord avec les observations. Lorsqu'appliqué à des simulations climatiques ARPEGE à très haute résolution, sous le scénario RCP8.5, le VPD amplifie également la diminution de l'activité cycloniqueGiven their devastating impact on the populations and infrastructures of the countries concerned the future evolution of tropical cyclone activity in the context of global warming is an issue of great importance. Two methods exist for assessing tropical cyclone activity under climate change in climate models: the use of cyclone detection algorithms (trackers) or the use of cyclogenesis indices, which translate statistical relationships linking observed cyclone activity to large-scale atmospheric variables. These two methods tend to provide opposite projections in climate simulations. Motivated by this disagreement, this thesis proposes to explore these two approaches, with the aim of making improvements to each. Firstly, the CNRM tropical cyclone tracker is applied to the ERA5 reanalysis of the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, and evaluated using the IBTrACS database of cyclone observations. Its performance is evaluated in terms of detection probability and false alarm rate (POD and FAR), after optimizing detection parameters and applying an appropriate mid-latitude system filter. Several metrics for assessing the similarity of the tracks detected in ERA5 with those observed are then proposed and compared. These innovative metrics are complementary to POD and FAR, and show that optimizing detection parameters is accompanied by a slight improvement in track similarity. New cyclogenesis indices are then constructed on ERA5 by Poisson regression between large-scale thermal and dynamic predictors, and the IBTrACS database. The regressions are run at different spatial and temporal resolutions, as well as on a global scale and for different ocean basins. The increased temporal resolution enables the equatorial bias present in the most commonly used indices to be corrected. However, the interannual variability of the indices appears to be robust to changes in the weighting coefficients of the large-scale variables. Following this observation, the contribution of adding predictors to the regressions is evaluated on ERA5 as well as in the ARPEGE model; on the one hand by explicitly adding a diagnostic of the El Niño (ENSO) variability mode to the index, and on the other hand by replacing the relative humidity at 600 hPa by the integrated moisture saturation deficit on the column (VPD). The addition of ENSO diagnostics improves the interannual variability of the index in most ocean basins. Correlations with observed series are made statistically significant at the 95% threshold in all basins except the North Atlantic. The use of the VPD cancels out the upward trends in the historical period observed in indices based on relative humidity. The resulting index is therefore in better agreement with observations. When applied to very high-resolution ARPEGE climate simulations, under the RCP8.5 scenario, the VPD also amplifies the decrease in cyclonic activity
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Talbot-Lanciault, Alicia. "Modélisation hydrologique CLASS-RAPID sous changement climatique sur le bassin versant du Haut-Montmorency." Master's thesis, Université Laval, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.11794/66429.
Анотація:
Les modèles hydrologiques traditionnels n’imposent pas la contrainte de conservation d’énergie à la surface. Lorsque soumis à des températures plus élevées, ils ont le potentiel de surestimer l’évapotranspiration. Le modèle de surface physique CLASS est couplé au modèle de routage RAPID, basé sur la méthode de Muskingum, pour former un modèle hydrologique plus robuste en contexte de réchauffement global. CLASS-RAPID est implanté sur le bassin versant du Haut-Montmorency (47.4°N, 71.1°O). CLASS est calibré et validé à l’aide d’observations hydrométéorologiques à la Forêt Montmorency ; RAPID est optimisé d’après les observations de débits de la Direction d’expertise hydrique du Québec. Des projections climatiques provenant des modèles CanESM2, CNRM-CM5, GFDL-ESM2M et MPI-ESM du Projet d’intercomparaison des modèles couplés et des scénarios climatiques RCP 4.5 et RCP 8.5 sont fournies en entrées à CLASS-RAPID afin de réaliser des simulations hydrologiques pour la période future de 2041 à 2070. Des projections climatiques provenant des mêmes modèles pour la période de référence de 1981 à 2005 sont également utilisées par CLASS-RAPID afin de générer une séquence de débits pouvant être comparée à celle de la période future. CLASS-RAPID obtient un score de NSE = 0, 66 au critère de performance de Nash-Sutcliffe. Le modèle reproduit fidèlement la séquence des évènements hydrologiques, mais sous-estime systématiquement les pointes de crue. Les simulations de CLASS-RAPID réalisées en condition de changements climatiques projettent que les crues printanières se produisent plusieurs dizaines de jours à l’avance pour la période future de 2041 à 2070 en comparaison à la période de référence. Pour les quatre modèles à l’étude, les simulations en condition de changements climatiques permettent de prévoir une diminution moyenne des débits d’étiage d’été de 40% pour le scénario climatique RCP 4.5 et de 50% pour le scénario climatique RCP 8.5. Pour les mêmes scénarios climatiques, l’Atlas hydroclimatique du Québec, qui repose sur une modélisation hydrologique traditionnelle, prévoit une diminution des débits de respectivement 37% et 45%.Typical hydrological models do not impose energy conservation at the surface. Therefore, under higher temperatures they may overestimate evapotranspiration. Physical land surface model CLASS is paired to Muskingum based routing model RAPID in order to create a functional hydrological model under global warming context. CLASS-RAPID is set up on the Haut-Montmorency watershed (47.4°N, 71.1°W). The model is calibrated and validated with the ERA5 reanalysis and the flowrates observations from the Direction d’expertise hydrique du Québec. Climate projections from CanESM2, CNR-CM5, GFDL-ESM2M and MPI-ESM and climate scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5 are given as entries to CLASS-RAPID in order to simulate flowrates for 2041 to 2070. Climate projections from the same models and for the benchmark period of 1981 to 2005 are used by CLASS-RAPID in order to obtain hydrological simulations that can be compared to the flowrates of 2041 to 2070. CLASS-RAPID has a Nash-Sutcliffe coefficient of NSE = 0, 66. The model tends to replicate hydrological events sequence correctly but underestimate flood peaks. CLASS-RAPID simulations under climate changes conditions foresee that spring floods will tend to happen sooner in the years for 2041 to 2070 when compared to the benchmark period. For the four climate models, climate changes simulations foresee reductions of summer flowrates of 40% for climate scenario RCP 4.5 and of 50% for climate scenario RCP 8.5. For the same climate scenarios, the Atlas hydroclimatique du Québec foresees a reduction of the flowrates of respectively 37% and 45%.
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Lafaysse, Matthieu. "Changement climatique et régime hydrologique d'un bassin alpin : génération de scénarios sur la Haute-Durance, méthodologie d'évaluation et incertitudes associées." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1679/.
Анотація:
L'impact du changement climatique sur les climats régionaux et par suite sur les ressources en eau devrait être particulièrement prononcé en zones de relief. Les scénarios hydrologiques futurs nécessaires pour les études d'impact sont habituellement obtenus par simulation en forçant un modèle d'impact hydrologique (MH) par des scénarios météorologiques à haute résolution, obtenus par des Modèles de Descente d'Echelle Statistique (MDES) forcés par les sorties de modèles climatiques (GCM ou RCM). Ces MDES ont pour but de combler certaines lacunes des GCM ou RCM (biais et résolution insuffisante) compte tenu des exigences des modèles d'impact. Bien qu'un grand nombre de projections soit couramment réalisé à travers le monde, l'applicabilité de la chaîne de simuation GCM/MDES/MH en climat modifié est rarement questionnée. Nous présentons ici un cadre d'évaluation pour illustrer les possibilités et/ou les difficultés pour le transfert temporel de ces outils. Nous illustrons ensuite les incertitudes dans les projections météorologiques et hydrologiques futures qui peuvent résulter de cette transférabilité imparfaite. Les simulations et les évaluations sont réalisées pour le Haut Bassin de la Durance (3580 km2). Le modèle hydrologique SIM de Météo-France est adapté au contexte alpin. Nous considérons plusieurs configurations de 3 MDES développés au CERFACS, au LTHE, et à EDF, basées sur différents prédicteurs atmosphériques. 12 expériences climatiques issues du projet européen ENSEMBLES fournissent les champs de grande échelle pour la période 1860-2100. Dans ce contexte, les incertitudes associées aux MDES et aux GCM sont du même ordre de grandeurThe impact of global change on regional climates and in turn on water resources is expected to be especially pronounced in mountainous areas. Future hydrological scenarios required for impact studies are usually simulated by forcing an hydrological impact model (HM) with high-resolution meteorological scenarios, obtained from statistical downscaling models (SDMs) forced by climate models (GCMs or RCMs) outputs. These SDMs are expected to fill the gap between the poor resolution and the bias of climate models scenarios and the requirements of impact models. Although a number of projections are currently performed worldwide, the relevance of the simulation chain GCM/SDM/MH is rarely discussed. We present here an evaluation framework to illustrate the possibilities and/or the difficulties to transfer in time these algorithms. We next illustrate the uncertainties in future meteorological and hydrological projections that can result from this imperfect transferability. Simulations and evaluations are performed for the Upper Durance Basin (3580 km2). The hydrological model SIM from Météo-France is adapted for the alpine context. We consider several configurations of 3 SDMs from CERFACS, LTHE and EDF, based on different atmospheric predictors. 12 climatic runs from the ENSEMBLES european project provide the large scale fields for the 1860-2100 period. In this context, the SDMs and GCMs related uncertainties are of the same order of magnitude
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Bal, Guillaume. "Évolution des populations françaises de saumon atlantique (Salmo salar L. ) et changement climatique." Rennes 1, 2011. http://www.theses.fr/2011REN1S066.
Анотація:
This thesis sought to estimate the impact of climate change of both freshwater and marine growth of Atlantic salmon (Salmo salar L. ), an essential trait governing the life history choices of individuals and so the abundance and the structure of stocks. This work was based on monitoring data of French populations which are situated in the southern part of the species range and thus threatened by climate change. Data were valued by i) the development of a new Bayesian statistical model to estimate the stream water temperature using air temperature and flow as covariates ii) the development of a of Von Bertalanffy growth model in a Bayesian framework to estimate the relative impact of climate change on the growth of young salmon compared to other factors iii) the analysis of the changes in the migratory characteristics of adults. The results suggested that the warming of rivers should not greatly influence the growth and the life history choices of juveniles because i) the warming of rivers should be lower than that of air ii) the growth was weakly sensitive to temperature variations compared to that of variations in the density of competitors (juvenile salmon and trout Salmo trutta L. ) partly related to the marine conditions faced by adults. At the same time, a progressive decrease in the size and weight of adults accompanied by a delay in the date of river entry was observed on the 23 past years. Considered with the gradual disappearance of multi sea winters salmons, this result suggested an adaptive response to a change in growth conditions at sea probably related to climate changeCette thèse s’intéresse aux impacts du changement climatique sur la croissance dulçaquicole et marine du saumon atlantique (Salmo salar L. ), trait essentiel qui contrôle ses stratégies de vie et donc la structure et l’abondance des stocks. Ce travail valorise les données de suivi des populations françaises, situées en partie sud de l’aire de répartition de l’espèce et donc menacées, par i) le développement d’un nouveau modèle statistique Bayesien permettant d’estimer la température de l’eau à partir de la température de l’air et du débit ii) le développement d’un modèle de croissance de Von Bertalanffy dans un cadre Bayesien permettant d’estimer l’impact relatif du changement climatique sur la croissance des jeunes saumons par rapport à d’autres facteurs iii) l’analyse de l’évolution des caractéristiques migratoires des saumons adultes. Les résultats suggèrent que le réchauffement des cours d’eau devrait peu influencer la croissance et les choix d’histoire de vie juvéniles car i) le réchauffement des cours d’eau devrait être plus faible que celui de l’air ii) la croissance est peu sensible aux variations de température par comparaison aux variations de densité de compétiteurs (juvéniles de saumon et de truite Salmo Trutta L. ) en partie liées aux conditions de vie marines rencontrées par l’espèce. Dans le même temps, on observe depuis 1985 une baisse de taille et de poids des adultes accompagnées d’un retard dans les dates d’entrée en rivière. Additionnés à la disparition progressive des saumons de plusieurs hivers de mer, ces éléments suggèrent une réponse adaptative à une variation des conditions de croissance en mer, très probablement en lien avec le changement climatique
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Quaas, Johannes. "L'effet indirect des aérosols : paramétrisation dans des modèles de grande échelle et évaluation des données satellitales." Palaiseau, Ecole polytechnique, 2003. http://www.theses.fr/2003EPXX0046.
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Gaudin, François. "Effets du changement climatique sur la distribution de la macrofaune benthique en Manche." Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066182/document.
Анотація:
A l’échelle de l’Atlantique Nord-Est, la Manche se situe à un carrefour biogéographique entre les provinces boréale et lusitanienne. Ainsi, de nombreuses espèces y sont en limite d’aire de distribution. L’objectif de cette thèse est d’évaluer les effets du changement climatique récent sur la distribution de la macrofaune benthique subtidale, peu étudiée à ce jour, en se basant sur la comparaison de données collectées à l’échelle de la Manche lors une période froide (i.e. années 1960-70) et lors d’une période chaude (i.e. 2012 et 2014) dans les sédiments grossiers circalittoraux. L’étude de la structure des assemblages inféodés à cet habitat a mis en évidence deux grandes communautés benthiques : la communauté des sédiments grossiers sablo-graveleux et celle des cailloutis et graviers. L’analyse de l’évolution des températures de fond au cours des 30 dernières années a montré l’hétérogénéité spatiale du réchauffement, variant de 0,1 à 0,5°C par décennie d’ouest en est. Ce réchauffement ne se s’est pas traduit par d’importants déplacements de l’aire de distribution des espèces mais par une forte diminution du nombre d’occurrences des espèces d’eaux froides et une forte augmentation de celui des espèces d’eaux chaudes. Le développement de modèles de distribution d’espèces a permis de déterminer l’importance relative des facteurs climatiques et édaphiques dans la distribution des invertébrés benthiques en Manche et d’apprécier l’aptitude des espèces à ajuster leur distribution à la hausse de températures. L’ensemble de ces résultats suggère que le changement climatique en cours pourrait entraîner une diminution de la biodiversité benthique aux limites d’aires de distribution, en particulier si la connectivité entre populations limite l’arrivée de nouveaux individusIn the North-East Atlantic, the English Channel constitutes a biogeographical transition zone between the Boreal and Lusitanian provinces. Thus, many species reach there their distribution range limits. The aim of this thesis is to assess the effects of recent climate change on the distribution of the subtidal benthic macrofauna, poorly studied to date, basing on the comparison of data collected during a cool period (i.e. 1960s-70s) and during a warm period (i.e. 2012 and 2014) in the circalittoral coarse sediments. Two large communities were highlighted in the study of the structure of the assemblages found in this habitat: the gravelly coarse sand community and the pebbles and gravels community. The analysis of the evolution of seabed temperature for the last 30 years showed the spatial heterogeneity of the warming, varying from 0.1 to 0.5°C per decade from West to East. This warming did not translate into large species distribution shifts but into a sharp decrease in the number of occurrences of cold-water species and a sharp increase in the number of occurrences of warm-water species. Development of species distribution models allowed to identify the relative importance of climatic and edaphic factors in the distribution of benthic invertebrates in the Channel and to assess the species’ ability to adjust their distribution to the rise in temperature. The whole results suggest that ongoing climate change could lead to a decrease in benthic biodiversity at range limits, especially where connection routes are lacking for new migrants
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Dumas, Patrice. "L'évaluation des dommages du changement climatique en situation d'incertitude : l'apport de la modélisation des coûts de l'adaptation." Paris, EHESS, 2006. http://www.theses.fr/2006EHES0072.
Анотація:
Cette thèse a pour objectif l'amélioration de l'évaluation des dommages du changement climatique en intégrant une fonction de dommages à seuil et les coûts de l'adaptation au changement climatique. Pour cela, des modèles intégrés compacts économie-climat sont résolus en optimisation et en simulation. Avec une fonction stochastique de dommage à seuil, on obtient un effet de précaution pour la politique climatique. Les trajectoires en coût-bénéfice se rapprochent de celles en coût-efficacité. Concernant l'adaptation, en optimisation, des générations de capital de protection correspondent à une plage de température. En simulation, un filtre de Kalman permet la détection du changement climatique. Les résultats montrent une anticipation importante. Les coûts proviennent surtout de l'investissement permettant de rester adapté malgré le changement climatique. Ils sont peu sensibles à l'incertitude sur la température globale, en revanche, une absence d'anticipation les augmente nettementThe purpose of this thesis is the improvement of climate change damage assessment by the mean of : the use of a threshold damage function and an evaluation of the costs of adapting to a changed climate. Simulation and optimization compact climate economy integrated assessment models are solved to assess the damages. A stochastic threshold damage function leads to a precautionary effect for climate policies. In a cost-benefit framework, the threshold acts as a soft ceiling. Turning to the representation of adaptation, adaptive capital is split in categories corresponding with temperature ranges in optimization models. In simulation, a Kalman filter is used to model climate change detection. The results show strong anticipations. Additional costs arise mainly from over-investment allowing to follow climate change. The costs are not very sensitive to the amount of uncertainly, but they rise sharply in the case of no anticipation
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Soutif-Bellenger, Myriam. "Eau, agriculture, changement climatique : apports d'une modélisation intégrée agro-hydrologique pour l'adaptation." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS469.
Анотація:
L’agriculture consomme de l’eau pour répondre aux besoins biologiques des cultures. Quand l’eau apportée au sol par les précipitations n’est pas suffisante, de l’eau supplémentaire peut être prélevée dans les masses d’eau et apportée aux cultures : c’est ce qu’on appelle l’irrigation. Avec l’intensification du risque de sécheresse, les territoires agricoles sont particulièrement impactés par le changement climatique. Il est donc nécessaire de construire et évaluer des stratégies d’adaptation. Pour cela, nous devons prendre en compte l’évolution de la demande en eau d’irrigation dans les projections hydrologiques futures. Face à la multiplicité des enjeux liés à l’adaptation au changement climatique et à l’agriculture, il faut utiliser des approches intégrées et prenant en compte les incertitudes. Enfin, il est nécessaire de construire des stratégies concrètes, qui doivent donc être définies à une échelle suffisamment locale. Il existe déjà des modélisations explicites des agro-hydrosystèmes. Celles-ci sont cependant souvent complexes, car nécessitant une grande quantité de données et simulant de nombreux processus. A l’opposé, il existe de nombreux modèles hydrologiques, notamment les modèles conceptuels, qui sont parcimonieux, performants et opérationnels. Ceux-ci ne permettent cependant pas, en règle générale, de prendre en compte explicitement les usages. La thèse a donc porté sur le développement d’un cadre de modélisation de complexité intermédiaire. Tout d’abord, nous avons développé une modélisation intégrant i) une modélisation hydrologique conceptuelle, via le modèle GR5J journalier semi-distribué, ii) la modélisation de la demande en eau d’irrigation, via le modèle agronomique CropWat journalier, et iii) la modélisation d’ouvrages de stockage et de leur gestion, tels que des retenues et des barrages. Cette modélisation a été mise en place dans un premier temps sur le bassin versant de l’Aveyron aval. Les simulations de l’irrigation obtenues ont été comparées aux simulations de la plateforme MAELIA, modèle intégré agro-hydrologique explicite ayant fait l’objet de nombreux développements et d’enquêtes sur ce terrain. Le modèle a également été implémenté sur le bassin versant de la Seille, affluent de la Moselle, sur lequel il n’y a pas actuellement d’irrigation mais qui connaît aujourd’hui de premières difficultés liées aux sécheresses. Ensuite, un exercice prospectif interrogeant différents scénarios d’évolution locale de l’agriculture et de la gestion de l’eau a été déployé sur le bassin versant de la Seille. Des entretiens avec des acteurs locaux de l’eau et de l’agriculture ont ainsi permis de produire trois scénarios d’évolution plausibles sur le bassin versant de la Seille à échéance 2050, qui ont été implémentés dans la modélisation. Les travaux conduits dans cette thèse ont permis de confirmer l’intérêt et la nécessité d’intégrer les prélèvements en eau d’irrigation dans la modélisation hydrologique conceptuelle. Ainsi, les travaux ont mis en évidence les impacts des influences humaines dans l’hydrologie des bassins versants, et la sensibilité de la modélisation à différents scénarios agricoles et de gestion de l’eau. Notre recherche a également mis en évidence la nécessité de recourir à différents indicateurs, hydrologiques mais aussi relatifs à la satisfaction de la demande en eau, pour évaluer les impacts du changement climatique. Néanmoins, cette étude a révélé, sur le secteur d’étude prenant en compte les scénarios futurs (la Seille), la prédominance de l’incertitude liée aux projections climatiques sur les étiages futurs, devant l’incertitude liée à l’évolution de la demande en eau d’irrigation. Certaines projections conduisent ainsi à des difficultés importantes pour les cultures de printemps non irriguées, en particulier le maïs. Enfin, nous avons produit un cadre de modélisation parcimonieux généralisable et facilement réutilisable, qui pourrait être mobilisé sur d’autres territoiresAgriculture requires water to meet the biological needs of crops. When the water supplied to the soil by precipitation is not sufficient, additional water can be taken out from bodies of water and supplied to crops : this is irrigation. With the intensification of the risk of drought, agricultural territories are particularly affected by climate change. It is therefore necessary today to develop and evaluate adaptation strategies. To do this, we must take into account the evolution of irrigation water demand in future hydrological projections. Given the multiplicity of challenges related to climate change adaptation and agriculture, it is also important to implement integrated approaches and taking into account uncertainties. Furthermore, it is necessary to formulate concrete strategies, which must be defined at a sufficiently local scale. Explicit modeling of agro-hydrosystems already exists. However, these models are often complex, and require a large amount of data and simulate numerous processes. In contrast, there are conceptual hydrological models that are parsimonious, efficient, and operational but usually do not explicitly account for uses. The objective of this thesis has therefore focused on developing a framework of intermediate complexity. Firstly, a model was developed, integrating i) the modeling of hydrology using the conceptual hydrological semi-distributed daily GR5J model, ii) the modeling of irrigation water withdrawals using the daily agronomic model CropWat, and iii) modeling of storage structures and their management, such as reservoirs and dams. This modeling was first implemented on the downstream Aveyron watershed. The irrigation simulations obtained were compared with simulations from the MAELIA platform, an explicit agro-hydrological integrated model that has been the subject of numerous developments and surveys in this area. The model was also implemented in the Seille catchment, a tributary of the Moselle, on which there is no irrigation but which is currently experiencing new difficulties related to droughts. In a second phase, the developed model was applied in a prospective exercise that examined different scenarios for local agricultural and water management evolution in the Seille watershed. Interviews with local water and agriculture stakeholders were carried out to produce three plausible evolution scenarios for the Seille watershed by 2050, implemented in the model. The work carried out in this thesis confirmed the interest and necessity of integrating irrigation water withdrawals into conceptual hydrological modeling to evaluate local agricultural scenarios in the context of climate change. Thus, our work highlightedthe impacts of human influences on watershed hydrology, and the sensitivity of the model to different agricultural and water management scenarios. Our research also emphasized the need to use various indicators, both hydrological and related to water demand satisfaction, to evaluate the impacts of climate change. Nevertheless, this study revealed that in the studied area (the Seille catchment), considering future scenarios, the predominance of uncertainty related to climate projections on future low-flow periods outweighed the uncertainty linked to changes in irrigation water demand. Some projections thus lead to significant difficulties for non-irrigated spring crops, in particular maize. Finally, a parsimonious and easily reusable modeling framework was developed, which can be applied in other regions
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Morin, Xavier. "Biogéographie des espèces d'arbres européens et nord-américains : déterminisme et évolution sous l'effet du changement climatique." Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20056.
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Bone, Constantin. "Détection et attribution du changement climatique à l’aide de réseaux de neurones." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS510.
Анотація:
Nous nous intéressons dans cette thèse à la création de nouvelles méthodes pour procéder à la question de la détection et de l'attribution du changement climatique. Le climat est en effet soumis à une double variabilité : celle issue des processus internes et interactions des différentes composantes du climat (terres, océans, atmosphère et cryosphère). Cette variabilité est appelé variabilité interne. Une seconde source de variabilité est la variabilité dite "forcé" qui est dû à l'effet de forçages qui sont des éléments extérieurs au système climatique pouvant l'affecter. Les différents forçages sont les gaz à effet de serre, aérosols anthropiques ou naturels, utilisation des terres etc. La détection et l'attribution du changement climatique vise à distinguer les effets de la variabilité interne du climat de la variabilité forcé ainsi qu'à également décomposer cette dernière en donnant l'influence relative de chaque forçage. Ce problème comporte de grandes difficultés comme la relative faible longueur temporelle des observations ou l'incertitude de la variablité forcé modélisé dans les modèles climatiques. Pour ce faire nous développons de nouvelles méthodes basés sur l'utilisation de réseaux de neurones. L'intelligence artificielle est en effet un outil qui n'a pas encore été appliqué pour ce problème et qui permet d'utiliser efficacement les données provenant de simulations d'un grand nombre de modèles climatiques ainsi que les observations. Nous avons développé et appliqué au champ de la température de surface de l'air deux méthodes permettant respectivement de séparer la variabilité interne et forcé et d'attribuer la température globale de surface observé pour différents groupes de forçages. La première de ces méthodes permettant de séparer la variabilité interne de la variabilité forcé est appelé "Noise to Noise" et elle se base sur la littérature de restauration des images issues de l'intelligence artificielle. Le champ tri-dimensionnelle (temps, latitude et longitude) des simulations ou de observations de température de surface est donc comparé à une image tri-dimensionnelle. La variabilité interne est comparé à une sorte de bruit semblable à celle pouvant se trouver sur des images s'ajoutant à la variabilité forcé qui est elle associé à la "vrai image". Nous avons donc eu recours à une méthodologie de débruitage pour réseaux de neurones créée pour les images que nous adaptons à notre problème climatique. La seconde de ces méthodes vise à procéder l'attribution de l'effet de trois groupe de forçages (les gaz à effet de serre, les aérosols anthropiques et les forçages naturels). Il s'agit d'une méthode tiré de l'intelligence artificiel explicable qui se nomment l'optimisation inverse. Elle consiste à retrouver l'entrée d'un réseau de neurones entraîné qui correspondrait à un résultat de sortie donné. Cela est fait par une méthode de descente de gradient en minimisant une fonction de coût mesurant la différence entre la sortie désiré et celle obtenue. Nous utilisons un réseau de neurones convolutionnelle entraîné en utilisant des sorties de température globale de surface de simulations historiques de modèles climatiques. Le CNN a pour but de reproduire les changements de température globale de surface dû à l'ensemble des forçages en utilisant comme entrée les changements de température dû à l'effet individuel des forçages. Une fois le réseau entraîné et ses poids et biais fixés, une méthode d'optimisation inverse, modifiée pour mieux correspondre au problème, est utilisé. Ces deux méthodes sont implémentés pour la variable de température de surface sur la période historique et leurs résultats sont comparés à ceux obtenues avec des méthodes de référencesIn this thesis, we focus on the development of new methods to address the issue of climate change detection and attribution. Climate is subject to two types of variability: variability arising from internal processes and variability arising from interactions between the different components of climate (land, oceans, atmosphere and cryosphere). This variability is called internal variability. A second source of variability is the so-called "forced" variability, due to the effect of forcings, which are elements outside the climate system that can affect it. The various forcings are greenhouse gases, natural or anthropogenic aerosols, land use, etc. Detecting and attributing climate change aims to distinguish the effects of internal climate variability from forced variability, and also to break down the latter by giving the relative influence of each forcing. This problem is fraught with difficulties, such as the relatively short temporal length of observations and the uncertainty of forced variability modelled in climate models. To this end, we are developing new methods based on the use of neural networks. Artificial intelligence is in fact a tool that has not yet been applied to this problem, making it possible to make effective use of data from simulations of a large number of climate models as well as observations. We have developed and applied two methods to the surface air temperature field, respectively separating internal and forced variability, and attributing the observed global surface temperature to different groups of forcings. The first of these methods for separating internal from forced variability is called "Noise to Noise" and is based on the literature of artificial intelligence image restoration. The three-dimensional field (time, latitude and longitude) of surface temperature simulations or observations is compared with a three-dimensional image. The internal variability is compared to a kind of noise similar to that found on images, in addition to the forced variability associated with the "real image". We have therefore used a neural network denoising methodology created for images, which we are adapting to our climate problem. The second of these methods aims to attribute the effect of three groups of forcings (greenhouse gases, anthropogenic aerosols and natural forcings). It's a method drawn from explainable artificial intelligence called inverse optimization. It consists in finding the input of a trained neural network that corresponds to a given output result. This is done using a gradient descent method, by minimizing a cost function measuring the difference between the desired output and the output obtained. We use a convolutional neural network trained using global surface temperature outputs from historical climate model simulations. The purpose of the CNN is to reproduce the global surface temperature changes due to the ensemble of forcings, using as input the temperature changes due to the individual effect of the forcings. Once the network has been trained and its weights and biases fixed, an inverse optimization method, modified to better match the problem, is used. These two methods are implemented for the surface temperature variable over the historical period and their results are compared with those obtained with reference methods
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Dreveton-Le, Goff Christine. "Etude de l'équilibre climatique du modèle Arpège." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30101.
Анотація:
Afin d'etudier l'equilibre climatique du modele atmospherique arpege-climat, on examine l'evolution des invariants globaux du modele adiabatique (masse, humidite, energie et ozone) au cours des premiers jours d'integration. On met ainsi en evidence la derive du modele, avant que celui-ci atteigne son equilibre climatique. Une methode pour diagnostiquer les sources et les puits de la derive est proposee: elle consiste a calculer les tendances des invariants globaux au cours des differentes etapes de calcul (physique, dynamique, discretisation). Son application au modele arpege-climat pour differentes troncatures et differentes valeurs du pas de temps permet de mieux comprendre les differents processus mis en jeu lors de la mise a l'equilibre du modele. L'etude est poursuivie par la comparaison des resultats du modele a des donnees climatologiques: on met ainsi en evidence certaines erreurs systematiques du modele. A partir d'experiences de sensibilite, on etudie plus particulierement l'impact des parametrisations physiques sur l'equilibre du modele. Ces experiences permettent en particulier de proposer un ordre de priorite aux differentes parametrisations, selon que l'equilibre du modele est plus ou moins modifie par les forcages imposes
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Tisseuil, Clément. "Modéliser l'impact du changement climatique sur les écosystèmes aquatiques par approche de downscaling." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/763/.
Анотація:
L'objectif était d'évaluer l'impact du changement global sur les écosystèmes aquatiques au cours du 21ème siècle, dans le bassin Adour Garonne (S-O France). Une approche de " downscaling " a été développée à l'interface entre les sciences du climat, de l'hydro-chimie et de l'écologie. Les résultats suggèrent une augmentation globale des débits hivernaux ainsi que des débits d'étiages plus faibles. Les concentrations en nitrate pourraient augmenter, de même que la distribution des espèces de poissons les plus thermophiles. Toutefois, une diminution des gaz à effet de serre ainsi qu'une modification des pratiques agricoles (ex. Diminution des fertilisants azotés) pourraient limiter l'intensité des perturbations écologiques. Cette thèse offre une contribution originale, notamment pour la gestion future des ressources hydriques et écologiquesThis thesis aimed at assessing the impact of global change on freshwater ecosystems during the 21st century in the Adour Garonne area (SW France). A downscaling approach was developed linking techniques from climate, hydro-chemical and ecological sciences. The main results suggest an increase of high flows in winter as well as more severe low flows in summer. Nitrogen concentrations and thermophile fish species distribution may also increase. Reducing green house gas emissions and modifying agricultural practices (e. G reducing nitrate fertilizers) could reduce the intensity of ecological disturbances. This study is an original contribution to the management of future hydrological and ecological resources
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Beaumet, Julien. "Changement climatique en Antarctique : études à l'aide d'un modèle atmosphérique de circulation générale à haute résolution régionale." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAU050/document.
Анотація:
L'augmentation du bilan de masse en surface de la calotte polaire Antarctique causée par celle des chutes de neige est la seule contribution négative à l'élévation du niveau de mer attendue dans le courant du 21ème siècle dans le cadre du réchauffement climatique causé par les activités humaines. La régionalisation dynamique de projections climatiques issues de modèles couplés océans-atmosphère est la méthode la plus couramment utilisée pour estimer les variations futures du climat Antarctique. Néanmoins, de nombreuses incertitudes subsistent suite à l'application de ces méthodes, en particulier en raison des biais conséquents sur les conditions océaniques de surface et sur la circulation atmosphérique aux hautes latitudes de l’Hémisphère Sud dans les modèles couplés.Dans la première partie de ce travail, différentes méthodes de corrections de biais des conditions océanique de surface ont été évaluées. Les résultats ont permis de retenir une méthode quantile-quantile pour la température de surface de l'océan et une méthode d'analogues pour la concentration en glace de mer. En raison de la forte sensibilité du climat future Antarctique aux variations de couverture de glace de mer dans l'Océan Austral, les conditions océaniques issues de deux modèles couplés, NorESM1-M et MIROC-ESM, présentant des diminutions d’étendues de glace de mer hivernales largement différentes (-14 et -45%) ont été retenues. Les conditions océaniques provenant d'un scénario RCP8.5 de ces deux modèles ont été corrigées afin de forcer le modèle atmosphérique global ARPEGE.Par la suite, ARPEGE a été utilisé dans une configuration grille-étirée, permettant d'atteindre une résolution horizontale de 40 kilomètres sur l'Antarctique. Il a été contraint aux limites par les conditions océaniques de surface observées et celles issues des simulations historiques des modèles NorESM1-M et MIROC-ESM pour la période récente (1981-2010). Pour la fin du 21ème siècle (2071-2100), les forçages océaniques originaux et corrigés issus de ces deux derniers modèles ont été utilisés. L'évaluation pour le présent a permis de mettre en évidence, la capacité du modèle ARPEGE de reproduire le climat et le bilan de masse de surface Antarctique ainsi que la persistance d'erreurs substantielles sur la circulation atmosphérique y compris dans la simulation forcée par les conditions océaniques observées. Pour le climat futur, l'utilisation des forçages océaniques MIROC-ESM corrigés a engendré des augmentations supplémentaires significatives à l'échelle continentale pour les températures hivernales et le bilan de masse annuel.Enfin, ARPEGE a été corrigé en ligne, à l'aide d'une climatologie des termes de rappel du modèle issus d'une simulation guidée par les réanalyses climatologiques. L'application de cette méthode sur la période récente a très largement amélioré la modélisation de la circulation atmosphérique et du climat de surface Antarctique. L'application pour le climat futur suggère des augmentations de températures (+0.7 à +0.9 C) et de précipitations (+6 à +9%) supplémentaires par rapport à celles issues des scénarios réalisés sans correction atmosphérique. Le forçage de modèles climatiques régionaux ou de dynamique glaciaire avec les scénarios ARPEGE corrigés est à explorer au regard des impacts potentiellement importants pour la calotte Antarctique et sa contribution à l'élévation du niveau des mersThe increase of the Antarctic ice-sheet surface mass balance due to rise in snowfall is the only expected negative contribution to sea-level rise in the course of the 21st century within the context of global warming induced by mankind. Dynamical downscaling of climate projections provided by coupled ocean-atmosphere models is the most commonly used method to assess the future evolution of the Antarctic climate. Nevertheless, large uncertainties remain in the application of this method, particularly because of large biases in coupled models for oceanic surface conditions and atmospheric large-scale circulation at Southern Hemisphere high latitudes.In the first part of this work, different bias-correction methods for oceanic surface conditions have been evaluated. The results have allowed to select a quantile-quantile method for sea surface temperature and an analog method for sea-ice concentration. Because of the strong sensitivity of Antarctic surface climate to the variations of sea-ice extents in the Southern Ocean, oceanic surface conditions provided by two coupled models, NorESM1-M and MIROC-ESM, showing clearly different trends (respectively -14 and -45%) on winter sea-ice extent have been selected. Oceanic surface conditions of the ``business as usual" scenario (RCP8.5) coming from these two models have been corrected in order to force the global atmospheric model ARPEGE.In the following, ARPEGE has been used in a stretched-grid configuration, allowing to reach an horizontal resolution around 40 kilometers on Antarctica. For historical climate (1981-2010), the model was driven by observed oceanic surface conditions as well as by those from MIROC-ESM and NorESM1-M historical simulation. For late 21st century (2071-2100), original and bias corrected oceanic conditions from the latter two model have been used. The evaluation for present climate has evidenced excellent ARPEGE skills for surface climate and surface mass balance as well as large remaining errors on large-scale atmospheric circulation even when using observed oceanic surface conditions. For future climate, the use of bias-corrected MIROC-ESM oceanic forcings has yielded an additionally significant increase in winter temperatures and in annual surface mass balance at the continent-scale.In the end, ARPEGE has been corrected at run-time using a climatology of tendency errors coming from an ARPEGE simulation driven by climate reanalyses. The application of this method for present climate has dramatically improved the modelling of the atmospheric circulation and antarctic surface climate. The application for the future suggests significant additional warming (~ 0.7 to +0.9 C) and increase in precipitation (~ +6 to +9 %) with respect to the scenarios realized without atmospheric bias correction. Driving regional climate models or ice dynamics model with corrected ARPEGE scenarios is to explored in regards of the potentially large-impacts on the Antarctic ice-sheet and its contribution to sea-level rise
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Ha-Duong, Minh. "Comment tenir compte de l'irréversibilité dans l'évaluation intégrée du changement climatique ?" Phd thesis, Ecole des Hautes Etudes en Sciences Sociales (EHESS), 1998. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003505.
Анотація:
Les politiques énergétiques ne peuvent plus ignorer leurs conséquences sur le climat. Mais il s'agit d'un problème à long terme et encore mal connu scientifiquement. Plusieurs raisons justifient qu'il serait plus économique de reporter de quelques décennies le contrôle des émissions de gaz à effet de serre : l'actualisation, le progrès technique, l'inertie du stock de capital en place et l'irréversibilité des investissements nécessaires à ce contrôle. Mais d'autres arguments, aussi examinés dans cette thèse, incitent à la prudence : l'inertie des systèmes socio-économiques futurs, le progrès technique induit, et l'irréversibilité possible des évolutions climatiques.Après une présentation des conditions générales du problème du changement climatique au chapitre 2, puis une exposition plus historique des débats au chapitre 3, le chapitre 4 passe en revue un nombre substantiel de modèles intégrés ayant contribué à l'analyse de la question. Le chapitre 5 expose un modèle intégré sur la réduction optimale des émissions de CO2, DIAM, pour montrer dans quelle mesure les travaux précédents surestimaient les coûts de réduction à long terme et sous estimaient les coûts d'ajustement. Il apparaît qu'étant donné une date de stabilisation de la concentration atmosphérique de CO2, une inertie plus élevée implique une trajectoire optimale de concentration plus basse.
Formulant ensuite au chapitre 6 le problème en termes de décision séquentielle, on trouve que l'incertitude actuelle sur le plafond de concentration « sans danger pour le système climatique » justifie une action notable à court terme. Enfin, le chapitre 7 se replace dans le cadre de la théorie de l'effet d'irréversibilité, pour comparer empiriquement l'irréversibilité environnementale avec l'irréversibilité des investissements en calculant une valeur d'option associée un contrôle précoce des émissions de gaz à effet de serre.
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Colin, Jeanne. "Étude des événements précipitants intenses en Méditerranée : approche par la modélisation climatique régionale." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1357/.
Анотація:
Une étude de la variabilité climatique des événements méditerranéens de précipitations intenses dans le Sud-Est de la France (HPE : High Precipitation Events) est proposée au travers de l'analyse des performances du modèle de climat à aire limitée ALADIN-Climat. La sensibilité des pluies extrêmes simulées à différents paramètres de configuration du modèle est évaluée dans un cadre d'étude idéalisé ou à travers des expériences pilotées par la ré-analyse ERA-40. Les tests de sensibilité portent sur le couplage dynamique de l'atmosphère avec le modèle de mer Méditerranée NEMO-MED8, l'application d'une technique de pilotage spectral, la taille du domaine d'intégration et la résolution horizontale (passage de 50 à 12. 5 km). Seule l'augmentation de la résolution conduit à une modification des précipitations extrêmes. Une étude détaillée de la valeur ajoutée ainsi apportée est alors conduite. Les résultats obtenus avec ALADIN-Climat sont ensuite comparés à ceux issus de deux méthodes de descente d'échelle statistique : la méthode de désagrégation DSCLIM (Boé et al. , 2006) et la méthode de détection développée par Nuissier et al. (2011). Il s'avère que les performances d'ALADIN-Climat à 12. 5 km sont plus satisfaisantes que celles de la première méthode et au moins équivalentes à celles de la seconde, d'où l'on conclut que ce modèle constitue donc un outil adéquat à l'étude de la variabilité climatique des HPE. Un scénario de changement climatique A1B est alors réalisé avec ALADIN-Climat pour la fin du XXe siècle, et différentes méthodes sont proposées pour l'analyse des résultats. Elles suggèrent un accroissement de la fréquence d'occurrence et une intensification des HPEThe climatic variability of intense rainfall events in the Mediterranean is studied using the limited area climate model ALADIN-Climate, whose ability to simulate these events in South-East France is explored. Several sensitivity studies are conducted to assess the impact of various configuration parameters on the model's skill to downscale such extreme events : coupling with a Mediterranean sea model, use of the spectral nudging technique, size of the domain of integration and horizontal resolution. These studies are either performed within the so-called Big-Brother Experiment framework or through hindcast simulations driven by the ERA-40 reanalysis. The increase of resolution (from 50 to 12. 5 km) is found to be the only parameter affecting the modeling of extreme precipitation. The added value of the higher resolution on the way ALADIN-Climate simulates High Precipitation Events (HPE) in South-East France is carefully studied. Comparisons of ALADIN-Climate's skills to those of two State-of-the-art statistical methods of downscaling and detection of these events -- DSCLIM (Boé et al. , 2006) and "CYPRIM" (Nuissier et al. , 2011) -- show that with a resolution of 12. 5 km, the model offers better results than the first method and appears to be at least as good as the second one, therefore it constitutes an appropriate numerical tool to explore the climatic variability of the HPE. A climate change scenario (A1B) is then performed with this tool for the end of the XXe century and we assess the simulated changes affecting HPE in future climate. Several methods are proposed to analyse and display the results, suggesting an increase of both the frequency and intensity of the HPE
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Colmet-Daage, Antoine. "Les impacts du changement climatique sur les pluies et les inondations extrêmes de bassins versants méso-échelles méditerranéens." Thesis, Montpellier, 2018. http://www.theses.fr/2018MONTG020/document.
Анотація:
Les bassins versants nord-méditerranéens sont fréquemment soumis à des crues extrêmes liées à des précipitations convectives intenses et aux caractéristiques hydrologiques locales. La région méditerranéenne est considérée comme une des régions les plus affectées par le réchauffement climatique, ce qui laisse présager des changements dans le cycle hydrologique. L’objectif de cette thèse CIFRE est d’évaluer les impacts du changement climatique sur les précipitations extrêmes à travers une méthode dite de « futurisation », dans laquelle une fonction de transfert est construite en comparant la distribution des quantiles de précipitations du climat présent et futur. Les impacts du changement climatique sur les précipitations extrêmes sont évalués à travers les simulations à haute résolution EMCORDEX. L’exercice se focalise sur le bassin versant de l’Orbieu dans le sud de la France. La méthode de futurisation est appliquée à six épisodes majeurs de précipitations ayant généré des crues éclair. Les impacts hydrologiques des équivalents statistiques futurs des épisodes de précipitations sont ensuite évalués à travers un modèle hydrologique évènementiel conceptuel. Une estimation des changements d’humidité du sol liés au changement climatique est réalisée et couplée à la quantification des impacts hydrologiques. Le choix d’une modélisation hydrologique conceptuelle a été motivé par ses futures applications opérationnelles. Les conséquences de ce choix sont évaluées à travers une comparaison avec un modèle hydrologique à base physique. Ce dernier est mis en place grâce à une caractérisation du fonctionnement hydrologique du bassin versant de l’Orbieu appuyée par plusieurs campagnes de terrainNorthern mediterranean meso-scale river catchments are submitted to extremes floods events linked to intense convective precipitation and local hydrologic features. The Mediterranean region is known to be one of the most affected areas by global warming, and it is likely that changes can be expected in the hydrological cycle. The aim of this CIFRE thesis is to assess the climate change impacts on extreme precipitation events using a so-called “futurization” method, in which a transfer function is built by comparing the quantiles of distribution for both present and future climate precipitation. The climate change impact on extreme precipitation events is assessed over high-resolution EMCORDEX simulations. The focus is on the Orbieu catchment located in southwestern France. The futurization method is applied to six major events of precipitation that trigger flash floods. The hydrological impacts of those future statistical counterpart precipitation events are therefore assessed through a conceptual event-based hydrological model. An assessment of soil moisture changes under climate change is performed and coupled to the hydrological impact quantification. The conceptual hydrological model chosen, have been motivated by its future operational applications. The consequences of that choice are assessed through a comparison to a physically based hydrological model. It has been implemented through the hydrological functioning caracterisation of the Orbieu catchment supported by several field campaigns
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Bertelsmeier, Cleo. "Biologie des invasions de fourmis dans un contexte de changement climatique." Thesis, Paris 11, 2013. http://www.theses.fr/2013PA112358/document.
Анотація:
Le changement climatique et les invasions biologiques sont parmi les plus grandes menaces de la biodiversité et leurs impacts pourraient augmenter jusqu’à la fin du siècle. Parmi les espèces envahissantes, les fourmis sont un groupe particulièrement néfaste dû à leurs impacts sur les espèces natives, les processus écosystémique, la santé, l’agriculture et l’économie. L’objectif de cette thèse était de prédire les invasions de fourmis – en particulier avec le changement climatique qui pourrait favoriser les invasions en éliminant des barrières thermiques. J’ai utilisé trois approches complémentaires afin d’étudier le potentiel de différentes espèces à envahir : des modèles de distribution, des expériences comportementales et l’analyses d’une base de données de traits écologiques. J’ai modélisé l’aire favorable pour 15 espèces de fourmis parmi les pires, à la fois globalement, par continents, et dans les 34 hotspots de biodiversité. La distribution potentielle de seulement cinq espèce est prédite de diminuer (jusqu’à 35.8%) avec le changement climatique et l’aire potentielle diminue pour la plupart des espèces jusqu’à 63.2%. Les hotspots d’invasions de fourmis se situaient surtout dans des régions tropicales et subtropicales et ils correspondent particulièrement aux hotspots de biodiversité. Contrairement à ce qui est généralement admis, le changement climatique et les invasions biologiques n’agiront pas de manière synergique pour les fourmis. Par contre, les invasions de fourmis resteront probablement un problème global majeur, en particuliers dans les zones où les hotspots de biodiversité et les hotspots d’invasion se superposent. Les modèles de distribution ont identifié de larges zones de recouvrement entre aires favorables de plusieurs espèces de fourmis envahissantes. Dans le futur, ces espèces pourraient arriver simultanément dans les mêmes régions et entrer en compétition. Dans une série d’expériences, j’ai testé les différences comportementales entre 7 espèces de fourmis envahissantes (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata et Pheidole megacephala). J’ai découvert deux stratégies comportementales différentes. Les interactions au niveau de la colonie ont suivi des processus démographiques plus complexes. De plus, j’ai mis au point deux expériences pour tester la capacité des fourmis envahissantes à explorer un nouvel espace et à exploiter des ressources. J’ai trouvé des différences significatives entre espèces et leur capacité à dominer par interférence comportementale était négativement corrélée à leurs capacités à découvrir et exploiter des ressources. Cette série d’expériences suggère que les ‘mécanismes’ d’invasion sont plus complexes que ce qui est généralement suggéré et que différentes espèces pourraient utiliser des stratégies comportementales différentes. Étant donné qu’il existe plus de 250 espèces de fourmis exotiques, il serait intéressant de pouvoir identifier à l’avance des futurs envahisseurs potentiels. Afin d’identifier des traits associés au caractère envahissant des fourmis, j’ai mis en place une base de données qui contient 2193 espèces de fourmis et 24 traits écologiques. J’ai effectué une analyse préliminaire de différences de traits entre fourmis natives et envahissantes qui a montré qu’il existe clairement des groupement distincts de natives et envahissantes, avec les espèces exotiques au milieu. Ces résultats pourraient servir de base pour construire un modèle prédictif des invasions de fourmis. Ces différentes approches (modèles, expériences, base de données) sont complémentaires car elles s’intéressent à des aspects différents du futur des invasions de fourmis qui sera vraisemblablement fortement influencé par le changement climatique. Le pires envahisseurs de demain ne seront probablement pas les même qu’aujourd’hui et les zones les plus à risque pourraient changer égalementClimate change and biological invasions are both among the greatest threats to biodiversity and their impacts might increase by the end of the century. Among invasive species, ants are a prominent group due to their negative impacts on native species, ecosystem processes, human and animal health, agro-ecosystems and the economy. The objective of this thesis was to forecast future ant invasions – especially in the light of on-going climate change, which is generally thought to favour invasive species by removing thermal barriers. I used three complementary approaches to study the potential of different ant species to invade in the future: species distribution modelling, behavioural experiments and the analysis of a database of ecological traits. I modelled suitable area for 15 of the worst invasive ant species, both currently and with predicted climate change, globally, regionally and within the world’s 34 biodiversity hotspots. Surprisingly, the potential distribution of only five species was predicted to increase (up to 35.8%) with climate change, with most declining by up to 63.3%. The ant invasion hotspots are predominantly in tropical and subtropical regions of South America, Africa, Asia and Oceanic islands, and particularly correspond with biodiversity hotspots. Contrary to general expectations, climate change and biological invasions will not systematically act synergistically for ants. In addition, I found that the impacts of climate change can change over time and even reverse the trend of the impact (i.e., an increase instead of a decrease or vice versa). However, ant invasions will likely remain as a major global problem, especially where invasion hotspots coincide with biodiversity hotspots. The species distribution models have identified large potentially overlapping distributions of several invasive ants. In the future, these species may arrive simultaneously in the same regions and compete with each other. In a series of experiments, I tested behavioural differences among 7 highly invasive ant species (Anoplolepis gracilipes, Paratrechina longicornis, Myrmica rubra, Linepithema humile, Lasius neglectus, Wasmannia auropunctata and Pheidole megacephala). I discovered two different behavioural strategies among invasive ants. Interactions at the colony level, exhibited more complex demographic processes and more variability. Further, I investigated resource competition and differences in resource exploitation. I found significant differences among species, with competitive abilities that were negatively correlated with behavioural dominance. This series of experiments suggests that the ‘mechanisms’ of invasiveness are more complex than previously thought and that different invasive ant species may use different behavioural strategies. Since there are more than 250 exotic species of ants, it would be interesting to identify potential future invaders. In order to identify traits associated with invasiveness in ants, I set up a database with 2193 ant species and 24 ecological characteristics. I performed a preliminary analysis of trait differences between native and invasive ants that shows clearly different clusters of invasive and native species, with exotic species in between. These results could be used as a basis to construct a predictive model of future ant invasions. The different methods used (models, experiments, database) are complementary in that they explore different aspects of the future ant invasions which are likely to be influenced by on-going climate change. The worst invaders of tomorrow may not be the same as today and similarly, areas most at risk are likely to change
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Costantini, Maya. "Etude de l'évolution de la ressource mondiale en eau dans un contexte de changement climatique." Electronic Thesis or Diss., Toulouse 3, 2023. http://www.theses.fr/2023TOU30356.
Анотація:
La ressource mondiale en eau représente la totalité l'eau douce continentale exploitable par l'être humain. Elle est stockée en très grande majorité dans les aquifères. Dans certaines régions, cette ressource et sa gestion sont mises à rude épreuve par le changement climatique et les prélèvements anthropiques (i.e. irrigation). Sa préservation fait partie des principales préoccupations mondiales. Dans ce contexte, il est important de pouvoir anticiper son évolution future afin de mettre en place des mesures permettant d'assurer une utilisation pérenne de la ressource en eau. Cette thèse s'inscrit dans cette thématique et s'appuie sur des modèles de climat globaux, qui permettent de réaliser des projections climatiques futures dans lesquelles les impacts du changement climatique sur la ressource en eau peuvent être simulés. Cependant, l'irrigation et les prélèvements qui lui sont associés sont souvent négligés dans ces modèles, bien qu'ils puissent impacter significativement cette ressource en eau. C'est pourquoi les travaux réalisés lors de cette thèse se sont attelés d'une part, à déterminer l'évolution de la ressource en eau mondiale face au changement climatique simulée par les modèles de climat et, d'autre part, à estimer l'impact de l'irrigation sur cette évolution. Pour répondre à ces questions, des projections futures d'évolutions de la ressource en eau (principalement souterraine) sont analysées. Ces projections ont été réalisées par des modèles climatiques en suivant les scénarios de concentrations de gaz à effet de serre qui sont analysés dans le sixième rapport du GIEC. Trois méthodes sont ensuite mises en place pour estimer l'impact de l'irrigation sur ces projections : (1) l'utilisation de la densité de population ; (2) l'utilisation de données de prélèvements en eau ; et (3) la représentation simple de l'irrigation dans le modèle de climat du CNRM. Les projections climatiques analysées indiquent une augmentation de la ressource en eau en moyenne globale à l'horizon 2100. Cependant, cette vision globale est trompeuse et la ressource en eau devrait s'appauvrir dans de nombreuses régions du monde. La prise en compte des estimations de prélèvements en eau liés à l'irrigation vient aussi chambouler cette vision globale dans les régions intensivement irriguées. Un résultat commun aux trois méthodes employées pour la prise en compte de l'irrigation est un inversement de l'évolution du niveau des nappes (d'une augmentation vers une diminution) dans certaines régions du monde, combiné à une aggravation de l'appauvrissement projeté des nappes dans d'autres régions. Ces résultats mettent en lumière l'importance de la prise en compte de l'irrigation dans les modèles de climat afin d'améliorer les projections d'évolution de la ressource en eau face au changement climatiqueThe global water resource is constituted of all the exploitable freshwater on Earth, mainly stored in aquifers. In certain regions, climate change and human withdrawals, challenge this resource and its management. Preserving this resource is a major global concern. Thus, it is crucial to anticipate its future evolution to enable its water resource management. My thesis work tackles this issues with the help of global climate models. They allow to simulate projections of future climate scenarios, taking into account the impacts of climate change on water resources. However, human withdrawals such as irrigation are generally not represented in these models, while they significantly affect water resources. Therefore, this thesis aims to assess the global water resource's response to climate change, as simulated by climate models, and to estimate the impact of irrigation on this response. To address these questions, I analyze future projections of water resource changes, and more particularly groundwater resources. These projections were produced by climate models following greenhouse gas concentration scenarios from the sixth IPCC report. Three different methods are used to estimate the effects of irrigation: (1) relying on population density, (2) using water withdrawal data, and (3) implementing a simple representation of irrigation in the CNRM climate model. The results of the climate projections show an overall increase of water resources by 2100. However, this global perspective is misleading, as water resources are projected to decline in many regions of the world. Considering estimates of irrigation water withdrawals affects these results, particularly in heavily irrigated regions. A common conclusion obtained with the three methods I used to account for irrigation is a reversal of groundwater level changes (from an increase to a decrease) in some parts of the world and a worsening of the projected depletion of aquifers in other regions. These findings underscore the importance of including a representation of irrigation in climate models when considering the evolution of the global water resources with climate change
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Briche, Élodie. "Changement climatique dans le vignoble de Champagne : modélisation thermique à plusieurs échelles spatio-temporelles." Paris 7, 2011. http://www.theses.fr/2011PA070075.
Анотація:
Les effets du changement climatique à l'échelle planétaire ont déjà des répercussions sur la viticulture et ces changements engendrent des interrogations sur son fonctionnement futur. L'évaluation des modifications possibles sur le vignoble de Champagne, notamment en termes d'extrêmes thermiques dommageables pour la vigne tels que l'aléa gélif printanier et les canicules, présente donc un intérêt pour la profession. Les températures influencent en effet le bon déroulement du cycle végétatif de la vigne et une avancée des stades phénologiques est déjà observée en Champagne. Ce vignoble présente un intérêt particulier du fait de sa position septentrionale mais aussi parce que les analyses y sont facilitées par la densité du réseau météorologique en place depuis près de 20 ans. Pour établir une prospective des conditions thermiques possibles, des sorties des modèles du climat français LMD et ARPEGE-Climat (RETIC) respectivement, à 300 km et 50 km de résolution sont validées et analysées sur une période de contrôle (1950 à 2000). Ils permettent ensuite de donner un aperçu des conditions thermiques et bioclimatiques futures (2001 à 2100) selon trois scénarios de changement climatique, les plus couramment utilisés : A1B, Bl et A2. La période de contrôle permet de mettre en évidence les biais froids des distributions statistiques des sorties de modèles au printemps et en été en termes d'estimation de fréquences d'extrêmes et de choisir le modèle ARPEGE-Climat (RETIC). Les sorties thermiques de ce modèle sont alors utilisées pour évaluer l'évolution jusqu'à 2100 des conditions bioclimatiques et thermiques futures. La fréquence des extrêmes gélifs printaniers au moment du débourrement devrait diminuer en avril mais dans l'hypothèse d'un débourrement plus précoce, ces extrêmes devraient, d'après les modèles, rester importants en mars et provoqueraient un gel accru des bourgeons. Celle des extrêmes chauds estivaux devrait augmenter dans le futur. L'analyse à échelle régionale est complétée par une analyse topoclimatique grâce au modèle à méso-échelle RAMS, qui permet d'obtenir une modélisation spatiale des températures. Incluant les facteurs locaux, ce modèle produit des résultats à résolution de 200 m. Les simulations de validation sont réalisées sur les événements extrêmes gélifs printaniers (du 4 au 9 avril) et caniculaires estivaux (du 4 au 8 août) de l'année 2003, qui a provoqué le gel des bourgeons et l’échaudage des baies et qui est considérée ici comme exceptionnelle et représentative « du climat futur ». Les températures simulées (200 m) sur la Champagne sont comparées aux températures enregistrées par des stations sur les coteaux. Le modèle reproduit bien le cycle journalier des températures avec des biais plus ou moins bien marqués notamment sur les minimas et maximas journaliersGlobal climatic change has already consequences on viticulture Worldwide and these modifications imply some questions about future. Evaluation of possible modifications in Champagne vineyard is necessary in terms of thermal extremes for vineyard as spring frost during budbreak and heat-waves. Indeed temperature influences phenological cycle and earlier phenological stages have already been observed. This vineyard is particularly interesting to study because of its northern location and thanks to a large network of weather stations since 20 years. To establish a prospective of thermal possible conditions, data of French climate models LMD and ARPEGE-Climate model, respectively at 300 km and 50 km of resolution, are validated and analyzed on a control period (1950 to 2000). They are also used to give an overview of bioclimatic and thermal future conditions (2001 to 2100) with three scenarios, currently used (A1B, Bl and A2). The control period shows cold biases within statistical distributions of climate models data in spring and summer, in terms of extremes frequencies estimation and better results with ARPEGE climate model. Data of this model are used to assess thermal and bioclimatic futures conditions. Summer extremes could increase in the future while cold spring extremes could decrease during budbreak. Budbreak could be earlier and spring cold extremes in Mardi could cause more severe frost of buds. Regional analysis is completed by a local analysis with RAMS meso-scale model, which downscales simulations at a resolution of 200m, taking into account local factors. The validation modeling is proceeded during the 2003 extreme climatic events (late spring frost and summer heat wave), this year is considered as exceptional and representative of the "future climate" which caused buds frost and berries warming. Simulated temperatures (200 m) for the Champagne vineyard were compared to recorded temperatures by weather stations located within the vineyards. The model reproduced the diurnal cycle of temperatures correctly with biases more or less marked depending dates
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Espagne, Etienne. "Trois essais d’économie sur les politiques climatiques dans un monde post-Kyoto." Paris, EHESS, 2014. http://www.theses.fr/2014EHES0066.
Анотація:
Cette thèse aborde sous trois angles complémentaires les enjeux économiques des négociations climatiques. Plus précisément, elle utilise trois cadres distincts pour analyser la nature du blocage actuel de ces négociations, ses causes et enfin ses issues envisageables. Le premier cadre est celui de la modélisation intégrée économie-climat, qui agrège en un petit nombre de fonctions essentielles les éléments clés de l'interaction entre ces deux champs. Nous analysons ainsi la façon dont les différentes hypothèses sur ces fonctions essentielles peuvent refléter les positions et les visions du monde des acteurs de la négociation. Le second cadre est celui des viscosités de l'économie réelle, qui met l'accent sur les facteurs, les secteurs, les institutions, en ce qu'elles réagissent à la contrainte climatique ou aux politiques climatiques mises en œuvre. Enfin le troisième cadre inclut l'intermédiation financière et la monnaie, comme éléments clés de compréhension de l'orientation plus ou moins intensive en énergie des investissements, et comme sources possibles d'une issue au blocage actuel des négociationsThis thesis deals with three complementary economic approaches of the climate challenge. First, a critical analysis of integrated assessment models is carried out using the RESPONSE model. It concludes to their relative usefulness as a transparency tool for reasonings and hypotheses of the negociating parties in the climate diplomacy. A methodology to compare modelization structures is then proposed and tested. Finally the economic conditions for not trespassing the 2°C threshold are put into light, inside a cost-benefit framework, as well as their implications for the diplomatic agenda. Second, we analyze some obstacles and driving forces of a real economy in its interaction with the climate constraint. Three levels of viscosity of an economy are highlighted, having sufficiently different properties to justify a different analytical treatment. On the institutional level, we lower the importance of the pure time preference in the Stern/Nordhau controversy. On the infrastructure level, we show that the introduction of climate uncertainty can justify precautionary investment in the long-term sector and also define some properties of an infrastructure relevant to the climate question. On the technical change side, we build a critic of the AABH model and present some elements of an alternative research program on the subject of its redirection. Third, we introduce money in this description of a real economy, or more precisely the financial sector. We describe and modelize an innovative tool for the energy transition respecting the constraints highlighted in the two preceding parts
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Kaimuddin, Awaluddin Halirin. "Impact du changement climatique sur la distribution des populations de poissons. Approche par SIG, modèles et scénarios d'évolution du climat." Thesis, Brest, 2016. http://www.theses.fr/2016BRES0039/document.
Анотація:
La compréhension des interactions liant la répartition des espèces, la biodiversité, les habitats marins et le changement climatique est nécessaire voire fondamentale pour la mise en oeuvre d’une gestion efficace de la conservation, par exemple la mise en place d’aires marines protégées. Dans cette étude, nous avons travaillé sur l’évolution de richesse de 89 espèces de poissons notées «rares» ou «exotiques» (observées en dehors de leur aire de répartition connue) lié au changement climatique. Nous avons modélisé et prédit leur distribution saisonnière par le modèle SIG en fonction de leurs niches écologiques (déterminée dans cette étude). En superposant tous les modèles en fonction du temps, cette approche permet d’identifier des zones d’occupation préférentielle de forte biodiversité (hotspots). La méthode offre une alternative pour mesurer la richesse d’espèces de façon saisonnière dans des zones peu connues, et de suivre leur mouvement au cours de temps, puis avoir information de base sur l’efficacité de positionnement des aires marines protégés liées à ces zones hotspots. La zone d’étude s’est située dans trois grands écosystèmes marins : le courant des Canaries, le plateau sud de l’Atlantique Européen et les mers celtiques. La région centrale est une zone de transition (entre les eaux tropicales et tempérés) connue pour sa sensibilité aux effets du changement climatique. De 1982 à 2012, la SST augmente constamment au fil du temps, avec des tendances et des magnitudes qui varient selon l’écosystème. Une augmentation du nombre d'espèces dans un écosystème dans une période a été généralement suivie par une tendance à la baisse ou à la hausse dans des écosystèmes adjacents. Les niches écologiques des espèces étudiées ont été estimées par l’extraction des valeurs environnementales à l’échelle mondiale au point d'occurrence au moment de l'observation. Les résultats de niches sont cohérents avec ceux obtenus à partir d’études observationnelles ou expérimentales. La flexibilité du modèle SIG nous a permis de suivre l'évolution saisonnière de distribution des espèces au fil du temps. En général, les espèces montrent une tendance à élargir leur distribution vers le nord, montrant l'effet du réchauffement de l'océan sur la distribution des poissons marins. L’approche de modèle peut être utilisée pour modéliser la distribution des espèces moins connues, ou dans des zones où les données d’occurrences sont peu nombreuses, ainsi que pour prédire le modèle de distribution future. L'analyse spatiale de la superficie des AMPs (Aires Marines Protégées) par pays appartenant à la zone d'étude, montre que le Royaume-Uni puis la France possèdent le plus grand nombre d'AMP ainsi que les superficies totales protégées les plus importantes. La fréquence à laquelle les AMPs (Aires Marines Protégées) sont touchées par les zones de hotspots est fortement influencée par les variations de l’environnement, les zones favorables évoluant alors au fil des saisons. Ainsi, il est important de prendre en compte les variations saisonnières pour la création des AMPs afin de préserver les capacités adaptative des espèces soumises au changement globalUnderstanding connectivities among species distributions, biodiversity, marine habitats and climate change is necessary for the design of an effective conservation management, such as in the implementation of marine protected area (MPA). In this study, we observed the richness of 89 "rare" or "exotic" fish species (observed outside their known distribution range) related to climate change. We modeled and predicted their seasonal distributions according to the species ecological niches (determined in this study) using the GIS model. Superposing the models of all species using GIS, we determined the preferential zones or zones of high biodiversity (hotspots) over time. The GIS approach offers an alternative to measure seasonal species richness in poor-data areas. This approach allowed also species track movement over time. This information could be then used to measure the effectiveness of MPA positioning related to the hotspot areas. Our study area covers a wide latitudinal range of the Eastern Atlantic waters, from the warm tropical/subtropical waters to the temperate waters. This area is located in three large marine ecosystems: the Canary current, the South European Atlantic Shelf and the Celtic Seas. The transitional zone in the central region has well known for its sensitivity to the detection of climate change. From 1982 to 2012, the SST in all of studied ecosystems has increased consistently over time, with magnitude and trend varied among ecosystems. The change of number of species in each decadal period differed among ecosystems. Increasing number of species in an ecosystem was generally followed by decreasing trend in adjacent ecosystems. Species ecological niches were obtained by extracting the environmental values in the location of species occurrence at the time of observation. The environmental data and the occurrence records used were at global scale, and the methods yields coherent results with the results obtained from observational studies. The flexibility of GIS Model used in this study allowed us to follow the evolution of species seasonal distribution over time. Generally, most of the studied species showed a northbound trend in their distribution. These northbound tendencies were more evident in the middle region, confirming the effect of global warming in shifting marine species distribution. This approach provides an alternative of measuring seasonal richness of poor-known species and/or modeling in poor-data areas. The results present a complete picture of predictive number of species in an area over time. MPAs superficial analysis by country (countries lying in the study area) showed that UK has the highest number of MPA and the largest protected areas, following by France and Mauritania. Frequencies of the MPAs touched by the hotspot were strongly influenced by seasonal variations. Thus, considering seasonal variations in a conservation effort could preserve species adaptive variation under environmental changes. Overall, our works provide several alternative methods for species distribution studies and for studies poor-known species in data-poor area. The results provide evidences of ocean warming effect in shifting marine fish distribution
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François, Baptiste. "Gestion optimale d'un réservoir hydraulique multiusages et changement climatique. Modèles, projections et incertitudes : Application à la réserve de Serre-Ponçon." Phd thesis, Université de Grenoble, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00997012.
Анотація:
Pouvoir évaluer l'impact du changement climatique sur la ressource en eau, et les systèmes de gestion qui lui sont associés, est une préoccupation majeure de nos sociétés. Une telle évaluation nécessite la mise en place d'une chaîne de simulation qui permet, sur la base d'expériences climatiques futures, i) d'estimer à l'échelle régionale l'évolution possible de la ressource et de sa variabilité, ii) de simuler le comportement des systèmes utilisés pour leur gestion pour iii) estimer les éventuelles modifications de performance. Cette thèse vise à tester la possibilité de mettre en place une chaîne de simulation de ce type pour un système de gestion réel et à identifier quelles sont les composantes à considérer dans ce cas. Pour ce faire, nous chercherons en particulier à apporter des éléments de réponse aux questions suivantes: - Quelles représentations peut-on faire d'un système de gestion opérationnel pour une application en climat modifié ? - Quels éléments d'évaluation peuvent permettre d'estimer l'impact du changement climatique sur ce système de gestion ? - Quelles sont les sources d'incertitudes influençant cette évaluation ? Quelles sont les contributions relatives à l'incertitude totale des différentes méthodes et modèles utilisés ? Nous considérerons plus précisément le système de gestion du barrage de Serre-Ponçon, alimenté par le haut bassin versant de la Durance. Ce barrage, géré par EDF, est l'un des plus grands barrages artificiels européens. Il est multi-usages (irrigation, soutien d'étiage, production d'hydroélectricité, tourisme). Dans un premier temps, nous présenterons le contexte du système de gestion actuel. Nous mettrons ensuite en place un modèle de gestion du barrage visant à reproduire - de façon réaliste du point de vue du gestionnaire actuel (EDF), mais simplifiée pour pouvoir être appliqué sous scénarios futurs - la gestion actuelle du barrage. Nous développerons pour cela i) des modèles permettant d'estimer les différentes demandes en eau et ii) un modèle d'optimisation de la gestion sous contraintes. Ce modèle permettra de simuler la gestion du système au pas de temps journalier sur plusieurs décennies du climat récent, ou de climats futurs modifiés. Nous proposerons ensuite un ensemble d'indicateurs qui permettent de fournir une estimation de la performance d'un tel système à partir des sorties du modèle de gestion obtenues par simulation pour différentes périodes de 30 ans. Nous explorerons la façon dont la performance estimée dépend du modèle choisi pour la représentation du système de gestion actuel, et plus précisément de la façon dont la stratégie utilisée pour l'optimisation de la gestion est élaborée. A ce titre, nous proposerons trois modèles de gestion basés sur trois types de stratégies, obtenues pour des degrés différents de prévisibilité des apports et sollicitations futurs à la retenue. Pour ces simulations, les modèles d'impacts nécessitent des scénarios de forçages météorologiques à l'échelle de bassin versant (e.g. modèle hydrologique, modèle d'usages de l'eau, modèle de gestion de la ressource). Ces scénarios peuvent être obtenus par des méthodes de descente d'échelle statistique (MDES), sur la base des simulations grande échelle des modèles climatiques globaux. Enfin, nous évaluerons les incertitudes liées aux deux types de modèles et estimerons leurs contributions relatives à l'incertitude globale. Nous utiliserons pour cela les scénarios issus de différentes chaines de simulation GCM/MDES produits sur la période 1860-2011 dans le cadre du projet RIWER2030. Nous montrerons que ces deux sources d'incertitudes sont du même ordre de grandeur sur l'estimation des modifications de performance.
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Briche, Elodie. "Changement climatique dans le vignoble de Champagne : Modélisation thermique à plusieurs échelles spatio-temporelles (1950-2100)." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00653635.
Анотація:
Les effets du changement climatique à l'échelle planétaire ont déjà des répercussions sur la viticulture et ces changements engendrent des interrogations sur son fonctionnement futur. L'évaluation des modifications possibles sur le vignoble de Champagne, notamment en termes d'extrêmes thermiques dommageables pour la vigne tels que l'aléa gélif printanier et les canicules, présente donc un intérêt pour la profession. Les températures influencent en effet le bon déroulement du cycle végétatif de la vigne et une avancée des stades phénologiques est déjà observée en Champagne. Ce vignoble présente un intérêt particulier du fait de sa position septentrionale mais aussi parce que les analyses y sont facilitées par la densité du réseau météorologique en place depuis près de 20 ans. Pour établir une prospective des conditions thermiques possibles, des sorties des modèles du climat français LMD et ARPEGE-Climat (RETIC) respectivement, à 300 km et 50 km de résolution sont validées et analysées sur une période de contrôle (1950 à 2000). Ils permettent ensuite de donner un aperçu des conditions thermiques et bioclimatiques futures (2001 à 2100) selon trois scénarios de changement climatique, les plus couramment utilisés : A1B, B1 et A2. La période de contrôle permet de mettre en évidence les biais froids des distributions statistiques des sorties de modèles au printemps et en été en termes d'estimation de fréquences d'extrêmes et de choisir le modèle ARPEGE-Climat (RETIC). Les sorties thermiques de ce modèle sont alors utilisées pour évaluer l'évolution jusqu'à 2100 des conditions bioclimatiques et thermiques futures. La fréquence des extrêmes gélifs printaniers au moment du débourrement devrait diminuer en avril mais dans l'hypothèse d'un débourrement plus précoce, ces extrêmes devraient, d'après les modèles, rester importants en mars et provoqueraient un gel accru des bourgeons. Celle des extrêmes chauds estivaux devrait augmenter dans le futur. L'analyse à échelle régionale est complétée par une analyse topoclimatique grâce au modèle à méso-échelle RAMS, qui permet d'obtenir une modélisation spatiale des températures. Incluant les facteurs locaux, ce modèle produit des résultats à résolution de 200 m. Les simulations de validation sont réalisées sur les évènements extrêmes gélifs printaniers (du 4 au 9 avril) et caniculaires estivaux (du 4 au 8 août) de l'année 2003, qui a provoqué le gel des bourgeons et l'échaudage des baies et qui est considérée ici comme exceptionnelle et représentative " du climat futur ". Les températures simulées (200 m) sur la Champagne sont comparées aux températures enregistrées par des stations sur les coteaux. Le modèle reproduit bien le cycle journalier des températures avec des biais plus ou moins bien marqués notamment sur les minimas et maximas journaliers.
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Fumière, Quentin. "Impact du changement climatique sur les précipitations extrêmes dans le sud-est de la France : apport des modèles résolvant la convection profonde." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30239.
Анотація:
Le pourtour méditerranéen, plus particulièrement le Sud-Est de la France, est affecté par des épisodes de pluies intenses pendant l'automne. Déterminer l'évolution future de ces événements est un enjeu scientifique et de société majeur. L'objectif de cette thèse est d'étudier, à très haute résolution spatiale et aux échelles climatiques, la représentation passée et l'évolution future de ces événements de pluies intenses. L'approche utilisée est basée sur l'analyse des simulations d'une famille de modèles de climat régionaux à convection profonde explicite (cprcms, 2-3 km) et sur l'exploitation d'une nouvelle base de données d'observations des précipitations kilométrique et horaire : comephore.L'évaluation des cprcms met en évidence une forte valeur ajoutée des cprcms par rapport aux rcms (Regional Climate Models) à convection paramétrée (12,5 km) pour la représentation des précipitations extrêmes quotidiennes et surtout horaires. Cette valeur ajoutée est robuste à des changements de configurations de cnrm-arome (version, domaine et modèle forceur). Il est également montré que cette valeur ajoutée est vérifiée dans 4 autres paires cprcm/rcm issues du programme cordex fps-convection. L'étude des effets du changement climatique à la fin du 21 ème siècle dans un scénario à forte émission de gaz à effet de serre à partir de simulations de 10 ans des quatre cprcms ne permet pas d'obtenir une évolution significative des précipitations extrêmes même sur le signe du changement attendu. Il est très probable que la variabilité naturelle du climat domine la réponse future des précipitations extrêmes sur des périodes de 10 ans. En revanche, une simulation de scénario de 30 ans avec cnrm-arome selon le scénario rcp8.5 pour la fin du siècle suggère une augmentation des précipitations extrêmes quotidiennes et surtout horaires sur les Cévennes et plus particulièrement sur le Roussillon où l'augmentation des précipitations horaires pourrait dépasser les 15% par degré de réchauffement. Par ailleurs, il a été montré que les cprcms peuvent nettement modifier la réponse des pluies au changement climatique simulées par les rcms à résolution standard. A l'avenir, des simulations d'au moins 30 ans semblent nécessaires pour obtenir des résultats robustes dans les exercices internationaux multi-modèles. Ce travail constitue la première exploitation scientifique intensive du modèle arome en mode climat. Les résultats obtenus ouvrent de nombreuses possibilités pour son usage futur pour étudier le climat à très haute résolution et en particulier les événements extrêmesThe Mediterranean region and more particularly the South-East of France are affected by intense rainfall episodes during the autumn. Determining the future evolution of these events is a major scientific and societal challenge. The objective of this PhD thesis is to study at very high resolution and at climate scales the past representation and future evolution of these intense rainfall events. The approach here is based on the analysis of simulations of a family of explicit deep convection regional climate models (cprcms, 2-3 km) and on the exploitation of a new database of kilometric and hourly precipitation observations : comephore. The evaluation of the cprcms revealed a high added-value of explicit convection models compared with parameterized convection models (12.5 km) for the representation of daily and especially sub-daily extreme precipitation. The robustness of this added value has been showed to changes in cnrm-arome configurations (version, domain and model driving).The added value was also verified in 4 other rcm/cprcm pairs from the cordex fps-convection program. The study of precipitation changes based on 10-year simulations of the four cprcms did not provide a significant response of change in extreme precipitation. It is very natural climate variability is likely to dominate the future response of extreme precipitation over periods of 10 years, which implies that even at the end of the 21st century and in a scenario with high green house-gases emissions, it is likely that some decades will be wetter and others less so than decades of the current climate. It is therefore necessary to extend the simulations to increase the robustness of multi-model results. In addition, the 10-year change results with cnrm-arome are not representative of the changes over 30 years. The 30-year scenario simulation with cnrm-arome according to the rcp8.5 projection for the end of the century suggests an increase in extreme daily and especially hourly precipitation in the Cévennes and more particularly in Roussillon (+15% per degree of warming). In scenario mode, it was possible to show that cprcms can significantly change the rain response to climate change simulated by standard resolution rcms. This work is the first intensive scientific exploitation of the arome model in climate mode. The results obtained open up many possibilities for its future use to study climate at very high resolution and in particular extreme events
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Lemaitre-Basset, Thibault. "Importance de la demande en eau atmosphérique et anthropique en contexte de changement climatique sur la durabilité de la gestion de la ressource : cas d'étude du bassin versant de la Moselle en France." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. https://theses.hal.science/tel-04155520.
Анотація:
Les projections climatiques analysées dans le cadre du travail du GIEC indiquent des augmentations de température allant de +2 à +6 °C d'ici 2100 en moyenne sur la surface terrestre. Un réchauffement d'une telle ampleur et d'une telle rapidité est inédit, et il est dû aux activités humaines. Malgré ce constat, une réduction des émissions de gaz à effet de serre ne semble pas se dessiner dans un délai raisonnable. Il est donc nécessaire de réfléchir à des stratégies d'adaptation pour limiter les impacts délétères du changement climatique. Le cycle de l'eau est directement impacté par ces changements climatiques, via une augmentation de la demande en eau de l'atmosphère qui pourrait entraîner une augmentation de l'évapotranspiration, et via un accroissement de la pression anthropique sur la ressource en eau, dont les réserves peuvent évoluer. En s'appuyant sur des simulations hydrologiques établies en contexte de changement climatique, les gestionnaires sont en mesure d'apprécier la magnitude des changements futurs. Néanmoins, l'utilisation de modèles hydrologiques repose sur l'utilisation d'hypothèses de stationnarité qui peuvent être mises à mal en contexte de changement global. L'objectif général de la thèse est de proposer des méthodologies permettant de mettre en place une modélisation hydrologique plus pertinente pour répondre à des problématiques de gestion durable de la ressource en eau que peuvent se poser des gestionnairesThe climate projections analysed in the IPCC reports indicate an increase in air temperature ranging from +2 to +6 °C on average by 2100. A warming of this magnitude and speed is unprecedented, and it is due to human activities. Despite this fact, a reduction in greenhouse gas emissions does not seem to be in sight within a reasonable time frame. It is therefore necessary to think about adaptation strategies to mitigate the deleterious impacts of climate change. The water cycle is directly impacted by climate change, through an increase in atmospheric water demand that could lead to an increase in evapotranspiration, and through an increase in anthropogenic pressure on water resources, whose reserves may change. By relying on hydrological simulations under climate change scenarios, stakeholders can assess the magnitude of future changes. However, hydrological models often rely on stationarity assumptions that may not be valid under global change. The overall objective of this thesis is to introduce methodologies that implement hydrological modelling frameworks more suited to deal with the challenges faced by stakeholders in sustainable water resource management
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Martin, Éric. "Modélisation de la climatologie nivale des Alpes françaises. Application des techniques de régionalisation à l'étude de l'impact d'un changement climatique sur l'enneigement." Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30262.
Анотація:
Ce travail est base sur l'utilisation du modele d'evolution du manteau neigeux crocus et du systeme d'analyse des conditions meteorologiques adapte au relief safran. Ces deux outils, une fois valides ont permis de simuler la climatologie nivale actuelle. Des tests de sensibilite a des variations simples des parametres meteorologiques ont ete effectues et ont montre la forte sensibilite du manteauneigeux a toute variation du climat. Pour prendre en compte de facon satisfaisante les scenarios climatiques issus des modeles de circulation generale, une methode de regionalisation adaptee a ete developpee. Elle a ete appliquee a plusieurs simulations correspondant a un doublement du gaz carbonique dans l'atmosphere realisees avec arpege/climat
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Foissard, Xavier. "L’îlot de chaleur urbain et le changement climatique : application à l’agglomération rennaise." Thesis, Rennes 2, 2015. http://www.theses.fr/2015REN20027/document.
Анотація:
L’urbanisation engendre, par l’imperméabilisation des surfaces et la présence de bâtiments, une modification locale du climat et, plus spécifiquement, le phénomène d’îlot de chaleur urbain (ICU). Ce phénomène se traduit par l’augmentation de la température en ville la nuit. Lors des vagues de chaleur ce phénomène peut causer un inconfort voire une surmortalité. Dans le contexte du changement climatique et d’une dynamique démographique importante, la thèse est réalisée sur le territoire de Rennes Métropole. Au cours de cette thèse, plusieurs objectifs sont poursuivis. Dans un premier temps, l’étude porte sur l’analyse de la variabilité spatiale de l’ICU selon l’occupation du sol et des formes urbaines. Afin d’observer ce phénomène sur le territoire de Rennes Métropole, plusieurs réseaux de mesuressont mis en place. Le premier réseau concerne l’échelle de l’agglomération avec 22 stations météorologiques. Le second réseau est établi à l’échelle intra-urbaine avec l’installation de 20 capteurs de température. Enfin, le troisième réseau de mesures vise à observer la variabilité de l’ICU au sein de deux quartiers rennais et d’une petite ville, Vezin-le-Coquet. Dans un second temps, des modèles de spatialisation de l’ICU sont construits à l’échelle de l’agglomération, puis, à l’échelle intra-urbaine. Ces modèles permettent de réaliser des cartes de l’ICU pour ces deux échelles emboitées. Dans un troisième temps, l’analyse temporelle est établie par la relation entre les types de temps et l’ICU. Cette analyse permet de construire un modèle de prévision de l’ICU quotidien. A partir de ce modèle, l’ICU quotidien est projeté par les sorties régionalisées des modèles du changement climatique. Plusieurs outils d’aide à la décision sont proposés à partir des modèles développés de l’ICU. L’exposition de l’agglomération rennaise au changement climatique est évaluée à partir des cartes de l’ICU et de plusieurs indices projetés par les sorties régionalisées des modèles du changement climatiqueUrban development, characterized by the presence of buildings and impervious surfaces, modify the local climate and in particular, enhance the urban heat island (UHI). This phenomenon raises temperatures in cities at night, which could cause discomfort and over-mortality during heat waves. In the context of climate change and important population dynamics, this thesis is carried out in the Rennes Metropolitan area (in Brittany). Firstly, this thesis focuses on the spatial analysis of UHI variability according to land use and urban forms. To observe UHI in the Rennes Metropolitan area, a network of multiple measurement types were implemented at various scale. 1) a network of 22 permanents weather stations located in urban/rural sites; 2) a network of 20 temperature sensors placed in intra-urban area; and 3) a network of temperature measurements in two neighborhoods of Rennes and a small town, Vezin-le-Coquet. Secondly, spatial models of UHI were designed in this thesis at both the urban agglomeration and intra-urban scale. This multi-scale approach produced UHI map for these nesting-scales. Thirdly, this thesis determined the temporal variability of UHI by looking at the interaction between weather types and UHI. This analysis produced a statistical model of daily UHI magnitude according to meteorological observations. This model combined with data from downscaled climate change scenarios provided future projections of UHI. Lastly, this study deals with tools for town planning to prevent intensive UHI. UHI maps and downscaled climate change scenarios defined the risk assessment in the Rennes Metropolitan area
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Pottier, Antonin. "L’économie dans l’impasse climatique : développement matériel, théorie immatérielle et utopie auto-stabilisatrice." Paris, EHESS, 2014. http://www.theses.fr/2014EHES0052.
Анотація:
Pourquoi les émissions de gaz à effet de serre ne sont-elles pas contrôlées ? La thèse interroge la boîte à outil de l'analyse économique néo-classique et pose la question ainsi : comment la théorie économique forme un cadrage mental inadéquat du problème climatique? La thèse identifie des basculements dans l'histoire de l'économie des ressources et montre un oubli récurrent du substrat matériel de la production. La fonction de la production, outil privilégié de modélisation des contraintes techniques, repose sur une méprise, comme l'a enseigné la controverse de Cambridge. L'analyse coût-bénéfice, seul moyen supposé d'avoir une approche non-normative, est privilégié pour traiter du changement climatique, quitte à modéliser des relations inconnues. La fonction des dommages extrapole à partir de préjugés partagés, et les controverses répétées sur l'actualisation font ressortir l'incohérence du cadre macro-économique en vigueur. L'analyse d'un article contemporain explicite le fonctionnement de ce rapport désinvolte au réel: les liens lâches entre la structure mathématique d'un modèle, les mots employés pour le décrire et ses résultats numériques donnent d'extraordinaires marges d'interprétation. Les rapports entre système économique, idéologie et discipline académique sont étudiées au prisme de deux symboles, l'homo economicus et le marché. L'inadéquation de la théorie économique pour traiter du changement climatique a une racine plus profonde dans l'organisation actuelle des sociétés occidentales, centrée sur le marché. Les effets bloquants se font voir aussi bien dans le phénomène sociologique du climato-scepticisme que dans la construction du marché carboneGreenhouse gas emissions still grow unabated. Instead of blaming policy-makers for the implementation gap, I question the toolbox of neo-classical economists and restate the conundrum as: how inadequate is economic theory as a mental map for climate change? I identify turning points in the history of resource economics and exhibit a constant trend of forgetting the material embeddedness of the economy. Economists' use of the production function is based on a misunderstanding, as the Cambridge controversy shows that it has no technical content. The cost-benefit analysis, allegedly the only way to be positive, is favored to assess climate change, even if it relies on unknown relationships. Damage function extrapolates shared prejudices; the incessant controversy on discounting highlights the inconsistency of the macroeconomic framework. An analysis of a recent article explains how economics can operate this distanciation from reality: loose connections between the mathematical structure of a model, the words used to describe it and its numerical results leave extraordinary space for interpretation. I then explore the relationship between the economy, economics and ideology through the study of two symbols: the homo economicus and the market. The peculier status of economics and the economy in Western societies is traced back to the 18th century. The current prominence of the market enhances the inadequacy of economic theory to address climate change. The sociological phenomenon of climate-skepticism and the failed construction of carbon markets can be seen as impediments to mitigation induced by the market mentality
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Bonfils, Céline. "Le Moyen-Holocène : rôle de la surface continentale sur la sensibilité climatique simulée." Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066536.
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Cuccia, Cédric. "Impacts du changement climatique sur la phénologie du Pinot noir en Bourgogne." Thesis, Dijon, 2013. http://www.theses.fr/2013DIJOS094/document.
Анотація:
La vitiviniculture est un secteur économique et culturel important en Bourgogne. L’actuel changement climatique soulève diverses questions notamment sur son impact sur les cultures. Dans cette thèse, l’idée est d’élaborer une méthodologie afin de répondre à la problématique : quels seront les impacts possibles des changements de températures sur la phénologie du Pinot noir en Bourgogne à l’horizon 2031-2048 ?L’évolution des températures en Bourgogne depuis 1961 est caractérisée par un saut positif de température à la fin des années 1980 suivi par une période où la température augmente d’environ 1,5°C.L’un des intérêts de cette thèse réside dans l’élaboration, en suivant une stratégie élaborée durant la thèse, d’une base de données spatialisée réalisée sur la période 1989-2009 afin d’estimer la capacité du modèle WRF à reproduire le climat bourguignon en désagrégeant des données climatiques de large échelle. Le modèle reproduit de façon satisfaisante le cycle saisonnier et la variabilité spatiale climatique globale aux biais près (froid sur les Tx et chauds sur les Tn).Pour régionaliser le changement climatique, WRF a été utilisé pour désagréger des données issues du scénario SRES/A2 sur les périodes 1970-1987 et 2031-2048. Après avoir été évalués et intercomparés trois modèles phénologiques utilisant les données de températures moyennes pour simuler les dates d’occurrence des stages phénologiques du Pinot noir, ont été appliqués sur ces désagrégations.L’impact de l’augmentation des températures à l’horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimée à 1,35°C en moyenne, se caractérise par une précocité de la floraison d’au moins 7 jours et une précocité de la véraison d’au moins 15 jours. La durée interstade est également diminuée de l’ordre de 5 joursThe viticulture is an important economic and cultural sector in Burgundy. The current climate change raises a number of issues including its impact on crops. In this thesis, the idea is to develop a methodology to address the problem: what are the potential impacts of changes in temperature on the phenology of Pinot noir in Burgundy for years 2031-2048?The evolution of temperatures in Burgundy since 1961 is characterized by a positive temperature shift at the end of the 1980s followed by a period where the temperature increases of about 1.5 ° C.One of the interests of this thesis is to develop, following a strategy developed during the thesis, a spatial database conducted over the period 1989-2009 to estimate the ability of the WRF model to reproduce the climate Burgundy by disaggregating large scale data. The model reproduces satisfactorily the seasonal and spatial variability in global climate despite bias (cold on the Tx and hot on the Tn).To regionalize the climate change, WRF was used to disaggregate data from the scenario SRES/A2 on the periods 1970-1987 and 2031-2048. After being evaluated and inter-compared three phenological models, using average temperatures data to simulate the dates of occurrence of phenological stages of Pinot Noir, have been applied to these decompositions.The impact of warming temperatures on the horizon 2031-2048 (SRES/A2), estimated at 1.35 ° C on average, is characterized by an earlier flowering and veraison of about 7 and 15 days respectively. The interstadial duration is also reduced of about 5 days
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Lecluse, Simon. "Modélisation de l'influence du changement climatique sur la nappe phréatique du Rhin Supérieur." Phd thesis, Université de Strasbourg, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01037925.
Анотація:
Cette recherche vise, dans un premier temps, à améliorer la connaissance du fonctionnement de l'aquifère du Rhin Supérieur entre Bâle et Lauterbourg, sur une période de temps présent (janvier 1986 à décembre 2002), puis, dans un deuxième temps, à évaluer l'impact du changement climatique sur l'aquifère. Pour obtenir ces résultats, nous avons utilisé le modèle hydrogéologique HPP-INV (Chardigny, 1997) pour le calage de différents paramètres par méthode inverse, pour évaluer le fonctionnement de l'aquifère du Rhin Supérieur en temps présent. Ce modèle, associé à un modèle hydrologique que nous avons développé pour l'occasion, nous a permis de calculer les évolutions piézométriques et de débits dans les rivières pour les 2 horizons futurs par rapport la période de temps présent. Nous avons d'abord caractérisé l'aquifère et défini son fonctionnement. Au niveau de la hauteur piézométrique et du débit dans les rivières de plaine, nous avons identifié le mois de février comme le mois des hautes eaux et le mois de septembre comme celui des basses eaux. A l'inverse, le Rhin suit un régime nivo-glaciaire, soit une période d'étiage en hiver et une période de pointe durant l'été. Nous avons également mis en évidence l'importance des échanges nappe-rivières dans le fonctionnement de l'aquifère, qui représentent 59 % du débit entrant et 87 % du débit sortant par rapport à la nappe phréatique. L'impact du changement climatique sur l'aquifère est ensuite étudié selon 3 scénarios d'émission de gaz à effet de serre développés par le GIEC (Groupement d'experts Intergouvernementaux sur l'Evolution du Climat) : un scénario optimiste, un scénario pessimiste et un scénario intermédiaire. Ces 3 scénarios d'émissions de gaz à effet de serre ont permis la création de 9 scénarios météorologiques, utilisés pour les prévisions sur 2 horizons futurs par rapport au temps présent (août 1961 à juillet 2000) : un futur proche (août 2046 à juillet 2065) et un futur lointain (août 2081 à juillet 2098). Nous avons déterminé que pour la période de futur proche, l'évolution piézométrique calculée dépend du scénario météorologique. En effet, certains scénarios prévoient un abaissement non significatif du niveau de la nappe, alors que d'autres prévoient une élévation. Enfin, un dernier prévoit une élévation du niveau de la nappe dans sa moitié Sud et un abaissement dans sa moitié Nord. Pour la période de futur lointain, certaines prévisions présentent un abaissement du niveau de la nappe, plus important pour le scénario climatique le plus pessimiste. Les autres scénarios présentent une élévation globale du niveau de la nappe, très variable selon le scénario météorologique.Concernant le débit dans les rivières, tous les scénarios prévoient la même tendance pour les 2 horizons futurs. Le Rhin présente une diminution du débit estival, soit son débit de pointe, et une augmentation de son débit hivernal, soit son débit d'étiage ; ce phénomène, plus important pour la période de futur lointain que pour la période de futur proche, montre une modification du régime du Rhin vers un régime pluvio-nival. Pour les autres rivières, nous avons observé une diminution du débit d'étiage et une augmentation du débit de pointe, plus importantes pour la période de futur lointain (entre -46% et -8% pour le débit d'étiage, et entre +32% et +94% pour le débit de pointe) que pour la période de futur proche (entre -42% et -6% pour le débit d'étiage, entre +0% et +102% pour le débit de pointe).
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Driouech, Fatima. "Distribution des précipitations hivernales sur le Maroc dans le cadre d'un changement climatique : descente d'échelle et incertitudes." Thesis, Toulouse, INPT, 2010. http://www.theses.fr/2010INPT0065/document.
Анотація:
Dans le contexte du changement climatique, il est nécessaire d'affiner les informations relatives à l'évolution du climat dans un pays, susceptible d'être négativement impacté par le réchauffement global, comme le Maroc. En effet, les différentes études de projections futures, dont celles du GIEC, sont basées majoritairement sur les sorties de modèles climatiques à faible résolution qui ne permettent pas d'aborder les échelles régionales et locales. La première partie de ce travail concerne l'étude des tendances et évolutions observées au niveau du climat du Maroc à travers un certain nombre d'indices climatiques. Outre la forte variabilité interannuelle des précipitations et l'augmentation de la fréquence des sécheresses depuis le début des années 1980, la distribution des précipitations du Maroc a bien connu un changement au cours de la période 1961-2008. Ce changement, consistant en une évolution vers des conditions plus sèches, a coïncidé avec une augmentation de la température moyenne en toutes saisons. L'évaluation des changements futurs est réalisée tout d'abord à l'aide d'une descente d'échelle dynamique effectuée avec le modèle ARPEGE-Climat dans sa version à résolution variable. L'examen des capacités du modèle, dont la résolution est de l'ordre de 50km sur le Maroc, a montré son aptitude à simuler correctement la circulation de grande échelle ainsi que la variabilité interannuelle des précipitations marocaines en dépit d'une sous-estimation de leur quantité. A l'horizon 2021-2050, une baisse des cumuls généralisée à tout le pays concernerait la saison d'hiver (DJF). Si on se limite à la zone située à l'ouest des montagnes de l'Atlas, la baisse concernerait la partie la plus pluvieuse de l'année (ONDJFM). Cette baisse serait accompagnée d'une diminution du nombre de jours humides et du nombre d'événements de fortes précipitations ainsi que d'une augmentation de la persistance temporelle de la sécheresse. Ce changement de la distribution des précipitations coïnciderait avec un réchauffement qui se manifesterait à la fois aux échelles saisonnière et annuelle. Les sorties d'une dizaine de modèles régionaux de climat (MRC) du projet FP6-ENSEMBLES, sont utilisées pour balayer une partie de la marge des incertitudes relatives aux changements climatiques et notamment celles inhérentes à la modélisation. Les changements futurs issus de ces MRC, compatibles dans l'ensemble avec ceux issus d'ARPEGE-Climat, optent dans la plupart des cas pour une réduction des cumuls pluviométriques de l'hiver accompagnée généralement d'une baisse du nombre d'événements de fortes précipitations et d'une augmentation du nombre maximal de jours consécutifs secs. L'examen, réalisé à la fois à l'aide du modèle ARPEGE-Climat et des MRC d'ENSEMBLES, de la possibilité d'utilisation d'une méthode de réduction d'échelle statistique basée sur les régimes de temps de l'Atlantique nord pour la déduction des changements futurs des précipitations locales, montre la déficience de ce type d'approche dans le cas de la pluviométrie hivernale marocaine. La méthode de correction par quantiles étendues aux régimes de temps de l'Atlantique nord et appliquée aux sorties d'ARPEGE-Climat confirme le signe des changements issus de ce modèles, malgré un effet légèrement modérateur de leurs amplitudes. L'évaluation des impacts potentiels sur l'hydrologie à l'aide du modèle hydrologique GR2M et des scénarios climatiques d'ARPEGE-Climat, montre une future réduction des débits mensuels au niveau du bassin versant de la Moulouya du fait de la concomitance de précipitations moins abondantes et d'une évapotranspiration potentielle accrue par l'augmentation de température. Enfin, une descente d'échelle dynamique réalisée à l'aide du modèle à aire limitée ALADIN-Climat à très haute résolution (12km) sur la moitié nord du pays permet de confirmer dans l'ensemble les projections issues d'ARPEGE-Climat à la fois en termes de moyennes et d'extrêmesIn the context of climate change, it is important to improve climate information concerning countries that may be negatively impacted by global warming such as Morocco. Indeed, various studies of future projections, including IPCC ones, are mainly based on the outputs of low resolution climate models that do not allow accessing the regional and local scales. The first part of this work focuses on the study and analysis of observed climate evolution and trends in Morocco through a set of climate indices. Moroccan rainfall is characterized by a high interannual variability and more frequent droughts have occurred since the early 1980s. Furthermore, a clear change is shown in the distribution of precipitation during the period 1961-2008. It consists in a shift towards warmer and drier conditions. The assessment of future climate changes is done, firstly, using a variable resolution version of the global GCM ARPEGE-Climat with high resolution over Morocco (50km). The examination of this version capability shows the ability of the model to well reproduce the large scale circulation as well as the interannual variability of Moroccan rainfall despite an underestimation of its amount. A reduction of winter rainfall over the whole country is projected by the model for 2021-2050. In the region located west of the Atlas Mountains, the reduction could concern the wettest part of the year (ONDJFM). The changes in rainfall characteristics may also occur through a decrease in the number of wet days and the number of heavy precipitation events and by more persistent droughts. Furthermore, an increase of mean temperature is projected at annual and seasonal scales. The outputs of ten RCMs of the FP6-ENSEMBLES (ENSEMBLES) project are used to assess the uncertainties associated to future climate change. The changes issued from ARPEGE-Climat are in the range covered by the ten RCMs. Most of the models agreed on a reduction of winter precipitation associated with a decrease in the number of heavy precipitation events and an increase in the number of maximum consecutive dry days. The evaluation of a statistical downscaling approach that uses large scale fields such as North Atlantic weather regimes to construct local scenarios of future climate change shows the deficiency of this approach in the case of Moroccan winter precipitation. This result is obtained by both ARPEGE-Climat and the ENSEMBLES RCMs. The quantile-quantile correction method extended to weather regimes and applied to the outputs of ARPEGE-Climat confirms the sign of the changes despite a slight reduction of their amplitudes. The assessment of potential impacts on hydrology done using the hydrological model GR2M and the climate scenarios issued from ARPEGE-Climat shows a future reduction of the Moulouya watershed discharges. This is due to the combination of a rainfall decrease and an enhanced potential evapotranspiration induced by increasing temperature. Finally, a dynamical downscaling achieved using the limited area model ALADINClimat with very high resolution (12km) on the northern half of the country allows a further assessment of future climate changes and related uncertainties. The projections issued from ARPEGE-Climat are generally confirmed both in terms of average and of extremes
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Taccoen, Adrien. "Détermination de l'impact potentiel du changement climatique sur la mortalité des principales essences forestières européennes." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2019. http://www.theses.fr/2019AGPT0004.
Анотація:
Les écosystèmes forestiers sont l’un des principaux fournisseurs de services écosystémiques terrestres, dont le changement climatique récent a déjà altéré le fonctionnement. Des augmentations des taux de mortalité ont été mis en évidence à différents endroits du globe, de même que des évènements de mortalité massifs attribués à des sécheresses de plus en plus fréquentes et intenses. Toutefois, la mortalité d’un arbre est un phénomène multifactoriel. Il est difficile d’évaluer l’importance relative des différents facteurs pouvant conduire à la mort d’un arbre, et notamment l’importance du changement climatique par rapport aux facteurs liés à la dynamique forestière, aux facteurs environnementaux ou encore biotiques. Cette thèse porte sur l’étude des déterminants de la mortalité de fond, qui est la mortalité observée dans un peuplement en l’absence de perturbation extrême, pour les principales espèces forestières européennes. L’ensemble de l’étude a été réalisée à partir des données de l’inventaire forestier de l’Institut national de l'information géographique et forestière (IGN) et de données climatiques de Météo France couvrant la période 1961 - 2015.Dans un premier temps, nous avons modélisé les déterminants de la mortalité de fond pour 43 espèces d’arbres représentatives des forêts tempérées européennes. Nous avons utilisé les relevés de 372.974 arbres dont 7.312 arbres morts. Les facteurs liés à la compétition, au stade de développement des arbres, à la structure et composition du peuplement et à l’intensité des travaux sylvicoles expliquent 85% de la mortalité récente modélisée, et les facteurs environnementaux (sol et conditions climatiques moyennes) 9%. Les augmentations de températures et baisses de précipitations entre la période contemporaine du relevé et la période 1961 – 1987 jouent un rôle pour 45% des espèces, expliquant 6% de la mortalité modélisée.Ensuite, nous nous sommes intéressés au lien entre la position des arbres le long des gradients environnementaux (température et précipitations) et la sensibilité aux changements de températures et de régimes de précipitations. Nous avons mis en évidence, pour 9 espèces sur 12, une exacerbation de la mortalité due aux augmentations de température et baisses de précipitations récentes lorsque celles-ci sont combinées à des conditions climatiques moyennes chaudes et sèches. Ces résultats mettent en évidence une vulnérabilité exacerbée pour les arbres évoluant vers les limites chaudes et sèches de leur aire de distribution.Enfin, nous avons cherché à évaluer le lien entre la sensibilité au changement climatique et le statut social et la taille moyenne des arbres. Nos résultats indiquent que les arbres dominés sont plus sensibles aux augmentations de températures que les arbres dominants. A l’inverse, les arbres dominants apparaissent plus sensibles aux baisses de précipitations, avec un effet maximal atteint pour les arbres dominants de gros diamètre. Globalement, nos résultats indiquent que la mortalité due aux augmentations de températures ou aux diminutions de précipitations est nettement plus importante pour les arbres dominés que pour les dominants, et que le statut social de l’arbre joue un rôle plus important que la taille de l’arbre.Ces travaux ont permis de mettre en évidence l’existence d’un lien entre les augmentations de températures, les baisses de précipitations récentes et les taux de mortalité observés en forêt sur près de la moitié des espèces arborées de la forêt française. Ils ont également permis de démontrer que ces effets étaient exacerbés sur les arbres évoluant à proximité des limites chaudes de leur aire de distribution. Enfin, ils ont permis d’évaluer les différences de sensibilité au changement climatique en fonction du statut social et de la taille des arbres. Ces résultats permettent de mieux comprendre l’impact des changements climatiques sur les forêts françaises et européennes, contribuant à mieux anticiper leurs effetsForest ecosystems are one of the main providers of terrestrial ecosystem services, whose functioning has already been altered by recent climate change. Increases in tree mortality rates have been highlighted in different biomes worldwide, as well as increases in the frequency of massive mortality events following droughts. However, tree mortality is a multi-causal process. It is difficult to quantify the importance of the different factors that can possibly lead to tree death, and particularly the importance of climate change in comparison with forest dynamics and competition-related effects, environmental or biotic factors. This thesis aims at assessing the drivers of background tree mortality, which is the mortality observed in a stand in the absence of extreme perturbation, for the main European tree species. We used data from the French forest inventory of the National Geographic Institute (IGN) and historic climate data from Météo-France spanning the years 1961 to 2015.First, we modelled background tree mortality for 43 tree species in order to identify the drivers of background tree mortality. We used 372.974 trees, including 7.312 dead trees surveyed between the years 2009 and 2015. We found that factors related with competition, tree development stage, stand structure and species composition and logging intensity explained 85% of the recent tree mortality. Environmental factors (soil and climate conditions) accounted for 9% of the total modelled mortality. Temperature increases and rainfall decreases since the period 1961 – 1987 had a significant effect on the mortality of 45% of the 43 species and explained in average 6% of the total modelled mortality.Secondly, we focused on the link between trees locations along temperature and rainfall gradients and their sensitivity to changes of temperature and rainfall. We found that, for 9 species out of 12, temperature increases and rainfall decreases effects were more important in areas with high mean temperature and low mean rainfall. These results show that climate change-related tree mortality could be exacerbated towards the species’ warm and dry edges.Finally, we sought to evaluate how climate change-related tree mortality varied along trees social statuses and sizes gradients. We found that suppressed trees were more sensitive to temperature increases than dominant trees. On the contrary, dominant trees, and particularly large dominant trees, appear to be more sensitive to rainfall decrease than suppressed trees. Overall, our results show that climate change-related tree mortality is globally more important for suppressed than dominant trees.We highlighted the existence of a link between recent temperature increases and rainfall decreased and observed tree mortality rates on around half of the species of the French forest. We also showed that these effects were exacerbated towards the warm and dry edges of the species ranges. Finally, we showed that these effects differed according to trees social statuses and development stages. These results allow us to better understand the impacts of climate change on French and European forest and to better anticipate their effects through the adaptation of silvicultural practices
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Fabri-Ruiz, Salomé. "Modèles de distribution et changements environnementaux :Application aux faunes d’échinides de l’océan Austral et écorégionalisation." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2018. https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/280471/3/manuscrit.pdf.
Анотація:
Les modifications environnementales qui affectent aujourd'hui les milieux marins recouvrent des problématiques scientifiques et sociétales majeures, d'autant que ces changements devraient s'accélérer au cours du 21ème siècle. Comprendre et anticiper la réponse de la biodiversité marine à ces changements représente un enjeu scientifique d'actualité. Les approches biogéographiques et macroécologiques constituent un cadre scientifique dans lequel il est possible d'étudier, de décrire, et de comprendre les motifs de distribution des espèces à large échelle et d'estimer leur évolution possible face aux changements environnementaux. C'est notamment le cas dans l'océan Austral où les effets du changement climatique se font déjà sentir et où les modifications environnementales associées pourraient avoir des effets profonds sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes. Malgré de récents efforts d'échantillonnage, nos connaissances sur la distribution des espèces dans l’océan Austral comptent encore de nombreuses lacunes attribuables au caractère récent des découvertes, à l'isolement et à l'éloignement de cet océan d'accès difficiles. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse consistaient à mieux comprendre les motifs de distribution d'espèces à l’échelle de l’océan Austral, à mettre en évidence les facteurs qui en sont à l’origine et enfin, à évaluer l’impact du changement climatique sur leur distribution. Pour cela,différents types de modèles de niche écologique (MNE) ont été employés. Les échinides (oursins), organismes communs des communautés benthiques de l’océan Austral ont servi de modèle d'étude pour ce travail. Afin de générer des MNE, notamment de type corrélatif, une base de données d’occurrence des espèces d'échinide a été actualisée. L’effort d’échantillonnage a ainsi pu être cartographié et quantifié pour l'ensemble de l'océan Austral ;il s'est révélé très hétérogène, principalement concentré aux abords des zones peu profondes et des bases scientifiques. Cela peut générer des biais dans la qualité et la performance prédictive des MNE ainsi que dans les projections spatiales associées. La robustesse des MNE corrélatifs a donc été testée au regard de l’effort d’échantillonnage mais aussi en tenant compte de la taille des niches écologiques des espèces étudiées ainsi que des contraintes biogéographiques existantes. Cette approche a permis de souligner l’importance de certains facteurs abiotiques pour expliquer la distribution des espèces à large échelle. Il apparaît aussi qu’une meilleure qualité d'échantillonnage génère des MNE plusrobustes mais que les résultats sont fortement dépendants de la taille des niches écologiques et de la présence de barrières biogéographiques.Ces MNE individuels réalisés pour de nombreuses espèces ont été combinés entre eux et ont permis de définir dix écorégions à l'échelle de l'océan Austral qui se distinguent par leur composition faunique et leurs caractéristiques environnementales. Les résultats montrent une forte individualisation des faunes antarctiques par rapport aux régions subantarctiques ainsi que l'existence de liens fauniques entre l’Amérique du Sud et les îles subantarctiques d'une part, ainsi qu’entre la nouvelle Zélande et la mer de Ross de l'autre. Ils soulignent également l’importance de facteurs environnementaux comme la température de fond, la profondeur et la géomorphologie pour expliquer les motifs de distribution des espèces. Enfin, des modèles prédictifs futurs ont été produits sur la base du scénario RCP 8.5 du GIEC. Ils montrent que les régions subantarctiques pourraient être particulièrement impactées par les changements environnementaux y compris au sein du réseau d’Aires Marines Protégées (AMP) mis en place dans l’océan Austral. Les MNE corrélatifs ont fait l’objet de critiques récurrentes dans la littérature scientifique du fait de leur incapacité à prendre en compte les dynamiques biologiques liant espèce et environnement, et de leurs limites pour l'extrapolation des données et la production de projections futures. Des MNE de types mécanistiques reposant sur l'approche des Dynamic Energy Budget ont donc été produits pour l'espèce Sterechinus neumayeri (Meissner, 1900) grâce aux nombreuses connaissances acquises sur le développement et la croissance de l'espèce. La comparaison entre MNE corrélatifs et mécanistiques a permis d’apprécier leur complémentarité et de proposer des projections robustes pour la période actuelle. En revanche, les projections futures ont montré de fortes divergences entre modèles, soulignant la nécessité d'utiliser plusieurs approches de modélisation pour mieux comprendre la distribution des espèces à large échelle et évaluer l’impact du changement climatique sur la biodiversité marine de l’océan Austral.Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Adallal, Rachid. "Variabilité environnementale des lacs du moyen Atlas marocain : fonctionnement hydrogéochimique, hydrologique et réponse au changement climatique." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/190503_ADALLAL_832bmr769lk231jud210zypqc_TH.pdf.
Анотація:
La région sud de la Méditerranée, située à l’interface des climats aride et tempéré, est extrêmement vulnérable au changement climatique avec un fort impact sur les ressources en eaux. Le Moyen Atlas marocain draine les plus grands fleuves du pays et possède plusieurs lacs d’origine tectono-karstique. Ces lacs peuvent être considérés comme des sentinelles des changements hydroclimatiques, à condition de comprendre les mécanismes qui régissent leur fonctionnement hydrologique en lien avec le climat actuel. Cette thèse s’est concentrée sur la caractérisation des fonctionnements hydrogéochimique et hydro-isotopique lac Azigza à l’échelle mensuelle (octobre 2012 – octobre 2016). Les paramètres physico-chimiques et chimiques ont permis de proposer les mécanismes associés à la minéralisation des eaux lacustres et à la caractérisation des apports en eaux du bassin versant. Les données isotopiques ont permis de préciser l’origine des eaux, l’altitude de recharge, le renouvellement des eaux et d’établir une estimation des flux d’eau. L’acquisition des données journalières du niveau du lac a mis en évidence la réponse rapide du lac aux évènements de précipitations. De plus, le suivi du niveau de lac sur la période d’observation montre une diminution d’environ 4 m. Ce qui nous a permis de simuler les variations du niveau du lac sur la période instrumentée et d’aboutir à la quantification des apports en eaux du bassin versant et des pertes par voie souterraine. De façon exploratoire, le modèle hydrologique a ensuite été testé pour reconstituer les variations historiques du niveau du lac. En prospective, la réponse du lac Azigza face au changement climatique futur est discutéeThe southern Mediterranean region, at the interface between arid and temperate climates, is highly vulnerable to climate change and water availability. The moroccan Middle-Atlas mountains contains several natural lakes regarded as sentinels of hydro-climatic changes, provided that their hydrological functioning is clearly understood. This thesis work was focused on the study of the hydrogeochemical and hydro-isotopic functioning of Azigza lake based on a monthly monitoring (October 2012–October 2016). The physicochemical and chemical parameters (major elements), allowed to propose the mechanisms associated with the mineralization of lake waters and the characterization of groundwater inflows from watershed into the lake. The waters of the Azigza lacustrine system fall under the calcium-magnesium-bicarbonate category. The lake is hot monomictic type. The waters show a seasonal response to climatic variations.The isotopic data allow to specify the origin of waters, the recharge altitude, the residence time of waters. The daily data of water level highlights the fast response of the lake to precipitation. During the whole observation period, the lake level decreased by about 4 meters. This approach was used to simulate the variations of the lake level over the observation period and to quantify the contributions of the groundwater flows. This approach was used to simulate the variations of the lake level over the observation period and to quantify the contributions of the groundwater flows. The hydrological model was then tested to reconstruct historical lake level variations. Finally, the possible use of the model to predict future lake level is discussed
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Travers, Trolet Morgane. "Couplage de modèles trophiques et effets combinés de la pêche et du climat." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066117.
Анотація:
La surexploitation et le changement climatique affectent le fonctionnement des écosystèmes marins, mais des incertitudes existent quant aux effets de leur action combinée. Par une approche de modélisation, ce travail de thèse vise à étudier comment les effets top-down de la pêche et les effets bottom-up du climat se combinent au sein du réseau trophique. Une synthèse bibliographique préliminaire a révélé l'absence d'un modèle end-to-end applicable en l'état à notre écosystème d'étude - le sud-Benguela - qui permettrait l'étude des effets conjoints de la pêche et du climat. Le couplage des modèles de plancton ROMS-N2P2Z2D2 et de poissons OSMOSE s'est alors imposé comme une méthode innovante permettant de développer un outil approprié à nos objectifs. L'importance d'un couplage à double sens via la prédation est illustrée par l'étude des variabilités spatiale et temporelle du terme de rétroaction, puis par la comparaison des dynamiques planctoniques et écosystémiques lorsqu'il y a rétroaction ou non. La simulation de scénarios climatique et halieutique montre que les effets combinés de la pêche et du climat sont généralement plus faibles que la somme de leurs effets individuels. Ce résultat reflète la forte résistance du système aux perturbations extérieures, induite par les relations trophiques nombreuses et variables entre les organismes. En accord avec les hypothèses de fonctionnement trophique basées sur l'intensité de la production primaire et la diversité des prédateurs, l'étude de la pyramide trophique montre que le contrôle bottom-up domine dans le sud-Benguela, i. E. Que le climat affecte le fonctionnement trophique de cet écosystème plus fortement que de la pêche.
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Macron, Clémence. "Les Talwegs Tropicaux Tempérés en Afrique australe : mécanismes et évolution face au changement climatique (2010-2099)." Thesis, Dijon, 2014. http://www.theses.fr/2014DIJOS057/document.
Анотація:
Au sein de l’hémisphère sud, l’Afrique australe et le sud-ouest de l’océan Indien forment l’une des trois zones préférentielles de développement des interactions entre les tropiques et les moyennes latitudes. Il s’agit de la Zone de Convergence Sud-Indienne (ZCSI) où se forment, principalement en été austral, des systèmes synoptiques (entre 3 et 5 jours) caractérisés par des bandes nuageuses orientées nord-ouest/sud-est : les Talwegs Tropicaux-Tempérés (TTT). Cette recherche doctorale vise à améliorer les connaissances liées aux TTT, avec une étude sur la dynamique associée à ces systèmes et une analyse de leur évolution possible au cours du XXIème siècle. La première partie de l’étude s’attache à identifier les conditions favorables à la formation et au développement des TTT. Une classification en régimes de temps est utilisée pour identifier les TTT d’une part, et les perturbations des moyennes latitudes d’autre part, permettant de mieux documenter la variabilité spatio-temporelle des TTT et les conditions de leur développement. Ces événements sont responsables d’environ 20% des précipitations saisonnières sud-africaines. Cette contribution augmente selon un gradient ouest-est. La comparaison entre les deux classifications confirme que les perturbations des moyennes latitudes sont une condition nécessaire pour le développement de TTT, mais non suffisante. Dans les tropiques, des advections d’humidité depuis l’océan Atlantique tropical associées à un excès d'énergie statique humide sur le canal du Mozambique forment les conditions supplémentaires favorables à la convection atmosphérique profonde à proximité du continent. La seconde partie étudie comment les TTT, les précipitations et de manière plus générale le climat d’Afrique australe, pourraient évoluer au cours du XXIème siècle sous l’effet du forçage radiatif associé aux émissions de gaz à effet de serre (GES). Cette approche est multi-modèle (huit modèles climatiques sont retenus de l’exercice 5 du GIEC) et multi-trajectoire (RCP 8.5 et 2.6). Les huit modèles restituent convenablement les caractéristiques actuelles du climat d’Afrique australe ainsi que les bandes nuageuses associées aux TTT, tant en termes de variabilité spatiale que de fréquence d’occurrences. Sur le XXIème siècle, ils divergent sur l’évolution des précipitations saisonnières (NDJF). En revanche, ils convergent sur l’augmentation des quantités précipitées par jour de pluie sur le sud-est de l’Afrique australe. Ces changements ne sont pas à relier à une évolution spatio-temporelle des TTT, leur structure spatiale, leur fréquence d’occurrence et leur contribution aux précipitations restent stationnaires tout au long du siècle, mais à des événements pluviogènes extrêmes plus fréquents et plus intensesIn the Southern Hemisphere, Southern Africa and the south-west Indian Ocean are one of the three preferred regions where interactions between the tropics and midlatitudes develop. This is the South Indian Convergence Zone (SICZ), where northwest-southeast oriented cloud bands form at the synoptic scale (between 3 and 5 days). These bands are mainly found during the austral summer and are commonly referred to as tropical temperate troughs (TTTs). This research aims at improving our knowledge related to TTTs, with a study on the dynamics associated with these systems, and an analysis of their possible evolution during the 21st century.The first part of this thesis aims at identifying favorable conditions for the formation and the development of TTTs. Weather regimes analysis is used to identify TTTs on the one hand and mid-latitude perturbations on the other hand, allowing us to better document the spatial and temporal variability of TTTs together with background climate conditions. The events identified account for 20% of seasonal rainfall on average. Their contribution increases according to a west to east gradient. The comparison between these two classifications, partitioned using a k-means clustering, first confirms that midlatitude perturbations are a necessary condition for TTT development, but they are not sufficient. An excess of moist static energy over the Mozambique Channel partly supplied by advections from remote regions (mostly the southern Atlantic basin and the south-west Indian Ocean) form additional conditions favoring deep atmospheric convection over and near the Southern Africa. The second part investigates possible changes in precipitation, TTTs and more generally climate over Southern Africa during the 21st century in response to radiative forcing associated with greenhouse gas emissions (GHG). A multi-model (height climate models taken on the IPCC Fifth Assessment Report) and multi-scenario (RCP 8.5 and 2.6) approach is chosen. All models are skillful to reproduce Southern Africa current climate characteristics and cloud bands associated with TTTs, both in terms of spatial variability and frequency of occurrences. During the 21th century, there is no consensus between the models on the future evolution of seasonal rainfall (NDJF). However, all simulate an increase in the amounts precipitated by rainy day over the south-east part of southern Africa. These changes are not related to an evolution of TTTs: their spatial patterns, frequency of occurrences and contribution to rainfall remain stationary throughout the 21st century, but they associated with extreme rainfall events that become more frequent and more intense
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Voldoire, Aurore. "Prise en compte des changements de végétation dans un scénario climatique du XXIème siècle." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30024.
Анотація:
Le but principal de cette thèse était de réaliser une simulation du climat du XXIème siècle, en tenant compte non seulement des émissions de gaz à effet de serre et d'aérosols produites par l'activité humaine, mais aussi des changements de végétation résultant du développement démographique et économique et des rétroactions climatiques. Pour réaliser cette simulation, il a été décidé d'utiliser le modèle d'impact intégré IMAGE2. 2 (développé au RIVM, en Hollande) qui simule l'évolution de la concentration des gaz à effet de serre et de la végétation, et de le coupler au modèle climatique de circulation générale ARPEGE/OPA, disponible au CNRM. Avant de réaliser la simulation couplée proprement dite, des expériences de sensibilité de chacun des deux modèles au forçage produit par l'autre ont été réalisées. Finalement, la simulation couplée a montré qu'à l'échelle du siècle les interactions entre le climat et la végétation sont relativement peu importantesThe main objective of this work has been to run a climate simulation of the 21st century that includes not only greenhouse gases and aerosols emitted by human activity but also land-use and land-cover changes. To achieve this goal, the integrated impact model IMAGE2. 2 (developed at RIVM, The Netherlands) was used, which simulates the evolution of greenhouse gases concentrations as well as land-cover changes. This model has been coupled to the general circulation model ARPEGE/OPA provided by the CNRM. Before coupling the models, sensitivity experiments with each model have been performed to test their respective sensitivity to the forcing of the other. Ultimately, a simulation with the two models coupled together has shown that interactions between climate and vegetation are not of primary importance for century scale studies
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Bel, Madani Ali. "Impact du changement climatique dans le système de courant de Humboldt simulé par un modèle régional océanique." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/777/.
Анотація:
Quels sont les pré-requis pour étudier l'influence du changement climatique simulé par les modèles couplés globaux de la génération actuelle sur le système d'upwelling du Pérou-Chili?" constitue la question centrale de cette thèse de doctorat. Grâce à une approche de downscaling (descente d'échelle) dynamique réalisé avec le modèle ROMS (Regional Oceanic Modelling System) pour une configuration au 1/6° de type eddy-resolving (cad qui permet de représenter les tourbillons mésoéchelle), nous espérons comprendre les processus qui vont contrôler les changements futurs de la circulation océanique dans cette région influencée par ENSO (El Niño-Oscillation Australe). Une étude des mécanismes physiques qui contrôlent la variabilité de type ENSO dans les simulations PI (pré-industrielles) réalisées avec les CGCMs (Modèles Couplés de Circulation Générale) de l'ensemble multi-modèle du WCRP-CMIP3 (les " modèles du GIEC ") permet d'identifier les modèles les plus fiables en termes de variabilité équatoriale. Elle est basée sur l'utilisation d'un modèle couplé intermédiaire du Pacifique tropical avec une stratification moyenne et un forçage de vent prescrits, afin de pouvoir dériver explicitement les termes d'advection du bilan de chaleur de la couche de mélange. Cette analyse permet de classifier les modèles en fonction de leur processus ENSO dominant: zonal advective feedback ou thermocline feedback. Les modèles au feedback hybride comme dans les observations représentent le mieux les processus couplés qui contrôlent la variabilité de la TSM, ce qui nous conduit à faire l'hypothèse que ce sont ceux qui fournissent les indices de confiance les plus élevés en termes de prédiction de l'évolution d'ENSO avec le réchauffement global. Parmi eux, deux CGCMs (IPSL-CM4 et INGV-ECHAM4) reproduisent le mieux l'état moyen ainsi que la variabilité intrasaisonnière à interannuelle de la température et des courants à la frontière Ouest du domaine du Pérou-Chili (100°W) et sont donc retenus pour des expériences de downscaling sur la région du HCS (Système de Courant de Humboldt). .What do we need to study the influence of climate change simulated by global coupled models of the current generation upon the Peru-Chile upwelling system " is the main question addressed in this PhD thesis. Thanks to a dynamical downscaling approach performed with the ROMS model (Regional Oceanic Modelling System) at an eddy-resolving resolution (1/6°), we aim at understanding the processes that are likely to control possible future changes in the ocean circulation over this region influenced by ENSO (El Niño-Southern Oscillation). A study of the physical mechanisms that control ENSO-like variability in PI (pre-industrial) simulations performed with CGCMs (Coupled General Circulation Models) of the WCRP-CMIP3 multi-model ensemble (the so-called " IPCC-AR4 models ") allows identifying the most reliable models in terms of equatorial variability. It makes use of an intermediate coupled model of the tropical Pacific with prescribed mean stratification and wind forcing in order to derive explicitly the tendency terms of the mixed layer heat budget. Such analysis allows classifying the models according to the dominant ENSO process: zonal advective feedback or thermocline feedback. Models with a hybrid feedback like in the observations best represent the coupled processes that control SST variability, which makes us assume that they provide the highest confidence levels in terms of prediction of ENSO evolution under global warming. Among them, two CGCMs (IPSL-CM4 and INGV-ECHAM4) best reproduce mean temperature and currents as well as their intraseasonal-to-interannual variabilities at the western boundary of the Peru-Chile domain (100°W) and are therefore retained for downscaling experiments over the HCS (Humboldt Current System) region. CGCM outputs from the PI and 4xCO2 (CO2 quadrupling) simulations for the oceanic part are used directly as open boundary conditions for ROMS, whereas a high-resolution (~50km) CGCM-derived wind product obtained from a statistical downscaling procedure is used together with raw CGCM air-sea fluxes for the atmospheric forcing. .
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Ha-Duong, Minh. "Modèles de précaution en économie: introduction aux probabilités imprécises." Phd thesis, Université Panthéon-Sorbonne - Paris I, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/halshs-00007520.
Анотація:
Ce mémoire présente une recherche pour mieux traiter les problèmes d'environnement globaux en améliorant la prise en compte du risque et de l'incertitude dans les modèles numériques interdisciplinaires. La revue des approches de la décision ---utilisant ou non les probabilités subjectives--- montre que la première représentation de la précaution est le modèle de décision séquentielle. Dans ce cadre, ce texte présente les résultats du modèle intégré DIAM résolu en programmation dynamique stochastique concernant la question du tempo de l'action contre le changement climatique. La seconde partie de l'ouvrage propose une vision alternative de la précaution, basée sur le rejet de l'axiome de complétude des préférences de Savage. Cela conduit à définir un critère de décision rationnel en situation d'information imprécise. Ce critère est discuté avec la théorie des probabilités imprécises, en visant à unifier les différentes approches proposées dans la littérature (Shackle et Zadeh, Dempster et Shafer, Smets, Gilboa et Schmeidler, Walley). Les applications présentées en troisième partie concernent la causalité en épidémiologie, l'élicitation et la fusion des opinions d'experts ainsi que les règles de la prospective.
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Dutheil, Cyril. "Impacts du changement climatique dans le Pacifique Sud à différentes échelles : précipitations, cyclones, extrêmes." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS402.
Анотація:
Ce travail de thèse traite du changement climatique dans le Pacifique Sud, d'ici à la fin du siècle dans le scénario RCP8.5 (=scénario le plus extrême équivalent à augmentation du forçage radiatif de 8.5W.m-2), à plusieurs échelles spatiales ((1) le Pacifique, (2) le Pacifique sud-ouest, (3) et la Nouvelle-Calédonie) et de ses impacts. Les projections climatiques des modèles CMIP5 comportent de nombreuses biais (e.g. double ITCZ, forte dispersion des patrons de changement de SST) dans cette région que nous nous sommes attachés à réduire. Pour ce faire nous avons utilisé un modèle atmosphérique régional (Weather Research and Forecast). (1) A cette échelle nous nous sommes intéressés au devenir de la zone de convergence du pacifique sud (SPCZ). Les simulations de changement climatique ont montré un possible assèchement (-30%) de la SPCZ piloté par des changements de circulation. (2) Nous nous sommes ici intéressés au devenir de la cyclogenèse du Pacifique Sud-Ouest. Les simulations de changement climatique nous ont permis de montrer une diminution de l'intensité des cyclones, une augmentation des précipitations cyclonique, ainssi qu'un possible effondrement du nombre de cyclone (-50%) du à une augmentation du cisaillement vertical du vent. (3) A cette échelle nous nous sommes focalisés sur l'évolution du climat Néo-Calédonien. Les simulations de changement climatique ont montré une diminution moyenne des précipitations de 20%, avec des contrastes très forts en fonction des régions (côte Est vs côte Ouest), ainsi qu'un doublement du nombre de vagues de chaleur. Enfin nous avons montré l'interet de ces simulations régionales pour des études d'impacts appliquées aux écosystèmesIn this thesis we are interested in the South Pacific climate changes, at the end of the 21st century under the RCP8.5 scenario (i.e. the most extreme scenario equivalent to a radiative forcing increase of 8.5W.m-2), at several spatial scales ((1) Pacific, (2) Southwest Pacific, (3) and New Caledonia) and in its impacts. The climate projections of the CMIP5 models include many biases (e.g. double ITCZ, strong intermodel variability of SST change patterns) in this region that we reduced by using a regional atmospheric model (Weather Research and Forecast). (1) At this scale we are interested in the future of the South Pacific Convergence Zone (SPCZ). Climate change simulations showed a possible drying (-30%) of SPCZ driven by circulation changes. (2) We are interested here in the future of the Southwest Pacific cyclogenesis. Climate change simulations have shown a decrease of cyclone intensity, an increase of cyclonic precipitation, and a possible collapse of the cyclones number (-50%) due to an increase of vertical wind shear. (3) And then we focused on the evolution of the New Caledonian climate. Climate change simulations showed a decrease of rainfall (-20%) in average, with very strong contrasts across regions (East coast vs West coast), as well as a doubling of the heat waves number. Finally, we showed the interest of these regional simulations for impact studies applied to ecosystems
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Fargeon, Hélène. "Effet du changement climatique sur l'évolution de l'aléa incendie de forêt en France métropolitaine au 21ème siècle." Thesis, Paris, Institut agronomique, vétérinaire et forestier de France, 2019. http://www.theses.fr/2019IAVF0025.
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Le risque feu de forêt en France est actuellement localisé pour l'essentiel dans le Sud du territoire métropolitain, principalement en Méditerranée et en Aquitaine. Les projections climatiques sur le territoire français pour le 21ème siècle posent la question de l'effet du réchauffement climatique sur l'aléa d'incendie de forêt. Nous considérons en particulier deux questions : Comment le niveau de danger et le régime de feux (fréquence, saisonnalité) pourraient évoluer dans les régions déjà confrontées au risque ? Quelle pourrait être l'extension de la zone à risque dans le futur ?L'effet du changement climatique a d'abord été déterminé à partir de projections sous climat futur d'un indice empirique de danger climatique d'incendie (le FWI), calculées selon cinq modèles climatiques contrastés et deux scénarios d'émission de gaz à effet de serre. Ces projections montrent une augmentation très importante du danger dans les zones déjà concernées par les incendies de forêt, en particulier la Méditerranée, avec un bon accord entre modèles climatiques. L'amplitude de l'augmentation du danger au Nord et à l'Ouest, bien qu'existante, est plus difficile à quantifier, compte-tenu des incertitudes des modèles climatiques.Cette première approche est limitée par le fait que le FWI ne représente qu'imparfaitement l'activité des feux de forêts. Nous avons donc développé un modèle probabiliste d’activité d'incendie dans le but de projeter le nombre de feux et les surfaces brûlées sous climat futur. L'approche considère les feux comme résultant de processus aléatoires sous-jacents qui déterminent l'occurrence et la taille des feux, en fonction du FWI et de différents facteurs spatio-temporels. Le modèle a été ajusté selon une approche bayésienne à partir de la base de données Prométhée, qui recense les observations de feux en région méditerranéenne. Les projections de ce modèle sur la période historique et dans le futur ont permis de montrer que les différents facteurs de la relation feu-climat (localisation, saison, continuité de la forêt) affectent fortement les patrons spatio-temporels d'activité des feux. Par ailleurs, nous avons montré que les projections de FWI sous-estiment les augmentations d'activité de feu, principalement du fait de la non-linéarité de la relation feu-climat. Ainsi, les augmentations attendues en période estivale en Méditerranée en 2080 (scénario pessimiste) sont nettement moins importantes pour le niveau de danger climatique (FWI, de 25 à 59%), que pour les surfaces brûlées (de 48 à 202%).Cette approche ne permet pas d'aborder l'évolution de l'activité des feux dans les régions où les incendies sont aujourd'hui peu nombreux et ne bénéficient pas d'un suivi fiable (moitié Nord de la France). Nous avons cependant réussi à extrapoler le modèle établi pour la région méditerranéenne au reste de la moitié Sud, où les données sont suffisantes. Parmi les difficultés liées à l'extrapolation à l'échelle du territoire national, se pose notamment la question des variations de structure du combustible. Ce facteur n'a pour l'instant pas été intégré dans les projections, mais ses implications sont discutéesWildfires impacting French forests are currently concentrated in the South, especially in the Mediterranean and Aquitaine regions. Climate projections for the 21st century in France question the impact of climate change on wildfire hazard. We focus on two particular issues: the evolution of the fire danger and fire regime in regions already facing frequent wildfires today, and the potential extension of the risk to new regions in the future.Climate change effect was first determined using projections of an empirical fire danger index (FWI) under future climate, computed for five contrasted climatic models under two greenhouse gases emission scenarios. These projections highlight a very strong increase in fire danger levels in the areas already facing wildfires, especially in the Mediterranean, with a very good agreement between climate models. The range of the increase in the North and the West, though existing, is more challenging to quantify, because of climate model uncertainties.This first approach was limited by the ability of FWI to represent fire activity. Therefore, we developed a probabilistic model for fire activity, aiming at projecting fire numbers and burnt areas under future climate. The approach considers that fires result from underlying random processes that determine the occurrence and the fire size based on the FWI and various spatiotemporal factors. The model was fitted following a Bayesian approach using the Promethee database, which records fire observations in the Mediterranean area. Model projections under historical and future conditions demonstrated that FWI projections underestimated projected fire activity increases, mainly due to the non-linearity of the fire-climate relation. Thus, fire danger increases projected in summer in the Mediterranean in 2080 (pessimistic scenario) are considerably lower (25 to 59%) than those for burnt areas (48 to 202%).This approach does not apply to regions where wildfires are currently sparse, and unreliably recorded, especially in Northern France. Yet we extrapolated the model, established over the Mediterranean area, to the rest of Southern France where data were sufficient. Among the difficulties encountered while extrapolating to the national scale, the variation of fuel structure is a critical issue. It was not included in the projections, but its implications are discussed
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Préau, Clémentine. "Identification et modélisation des habitats d'espèces à enjeux et évolution de leur aire de répartition avec le changement climatique." Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2316.
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La chute de la biodiversité actuelle est le résultat des changements globaux et notamment du changement climatique. Elle contribue à amplifier les effets des changements globaux sur les écosystèmes. Bien que l’évaluation des impacts du changement climatique sur la distribution des espèces soit largement étudiée à de larges échelles, l’évaluation à l’échelle nationale, régionale ou même départementale est moins systématique bien qu’elle soit la plus appropriée pour être prise en compte dans les stratégies de conservation. Afin d’évaluer la vulnérabilité d’espèces emblématiques des zones humides au changement climatique, nous avons construit des scénarios de distribution en utilisant des approches basées sur la modélisation de niche écologique. Nous nous sommes intéressés aux amphibiens, organismes ectothermes présentant un mode de vie à la fois aquatique et terrestre et de faibles capacités de dispersion, qui sont fortement menacés par les activités humaines et le changement climatique. Nous avons évalué les impacts potentiels du changement climatique sur la distribution du sonneur à ventre jaune Bombina variegata, du triton crêté Triturus cristatus, de la rainette arboricole Hyla arborea, et de la rainette méridionale Hyla meridionalis, en estimant les interactions entre la présence des espèces et les facteurs environnementaux et en évaluant les effets des changements climatique et d’occupation du sol sur la distribution potentielle des espèces à l’échelle régionale. Puis, nous nous sommes intéressés aux effets de scénarios de changement climatique sur la distribution potentielle et la connectivité des habitats favorables chez le triton marbré Triturus marmoratus et T. cristatus à l’échelle du département de la Vienne. Enfin, nous avons évalué la capacité de T. marmoratus à suivre un potentiel déplacement des zones favorables dû au changement climatique, dans un contexte de changements d’occupation du sol à l’échelle nationale. Dans un second temps, nous nous sommes intéressés à une autre espèce emblématique des milieux humides et des cours d’eau, l’écrevisse à pattes blanches Austropotamobius pallipes. Ainsi, nous avons modélisé l’impact du changement climatique sur la distribution de l’espèce en prenant en compte explicitement la distribution d’une espèce invasive et compétitive, l’écrevisse signal Pacifastacus leniusculus. Les projections pour les conditions futures ont été réalisées à partir de scénarios de réchauffement climatique basés sur des grandes trajectoires de forçage radiatifs nommées RCP (Representative Concentration Pathways).Nos études ont permis de mettre en évidence que le changement climatique risque d’entrainer une contraction des aires de répartition ainsi qu’un potentiel déplacement des aires favorables de la plupart aux espèces étudiées, avec un impact plus ou moins important selon l’espèce et le scénario de changement climatique considéré. Par ailleurs, nous avons montré l’importance de l’occupation du sol pour l’atténuation des effets du changement climatique sur la distribution des espèces. Suite à la prise en compte des incertitudes et des limites relatives aux différentes études, les résultats des travaux présentés pourront être utiles à la conservation, à la gestion et à l’évaluation des espèces étudiées, et être reproduits pour d’autres espèces de zones humidesThe current decline in biodiversity is the result of global changes, including climate change. It contributes to amplifying the effects of global changes on ecosystems. Although the assessment of the impacts of climate change on species distribution is widely studied at large scales, assessment at the national, regional or even departmental scale is less systematic although it is the most appropriate to be accounted in conservation strategies. In order to assess the vulnerability of emblematic wetland species to climate change, we have constructed distribution scenarios using approaches based on ecological niche modelling. We focused on amphibians, ectothermic organisms with both aquatic and terrestrial stages and low dispersal abilities, which are highly threatened by human activities and climate change. We assessed the potential impacts of climate change on the distribution of the yellow-bellied toad Bombina variegata, the great crested newt Triturus cristatus, the tree frog Hyla arborea, and the Mediterranean tree frog Hyla meridionalis, by estimating the interactions between species presence and environmental factors and by assessing the effects of climate and land use changes on the potential distribution of species at the regional scale. Then, we focused on the effects of climate change scenarios on the potential distribution and connectivity of suitable habitats of the marbled newt Triturus marmoratus and of T. cristatus across the administrative department of Vienne. Finally, we assessed the ability of T. marmoratus to follow a potential shift of suitable areas due to climate change, in a context of land use change at the national scale. We then studied another emblematic species of wetlands and rivers, the white-clawed crayfish Austropotamobius pallipes. We modelled the impact of climate change on its distribution by explicitly accounting for the distribution of an invasive and competitive species, the signal crayfish Pacifastacus leniusculus. Projections for future conditions were forecasted using global warming scenarios based on radiative forcing trajectories called RCP (Representative Concentration Pathways).Our studies have shown that climate change is likely to lead to a contraction of ranges and a potential shift in the suitable areas for most of the studied species, with a more or less significant impact depending on the considered species and the climate change scenario. In addition, we have shown the importance of land use in mitigating the effects of climate change on species distribution. Following consideration of uncertainties and limitations, the results of the presented work may be useful for the conservation, management and assessment of the studied species, and may be replicated for other wetland species