Eau et climat dans le contexte du changement climatique

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Eau et climat dans le contexte du changement climatique. Dr. Jean-François Berthoumieu. ACMG

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Eau et climat dans le contexte du changement climatique

  1. 1. EAU et climat dans le contexte du changement climatique Dr. Jean-François Berthoumieu ACMG / AGRALIS Services Aérodrome Agen 47520 – Le Passage – France Tel. 00 33 553 77 08 48 acmg@acmg.asso.fr jfberthoumieu@agralis.fr jfberthoumieu@agralis fr Agen 12/12/2013 © JFB - ACMG 1
  2. 2. Association Climatologique de la Moyenne Garonne et du Sud-Ouest SudCentre expérimental Climat de la filière Fruits et Crée en 1959 légumes du B i d G d S d-Ouest lé d Bassin du Grand Sud O t Sud Agro climatologie  recherche appliquée sur le gel, la grêle, la pluie et le stockage inter saisonnier de l’eau l eau,  Services pour les agriculteurs: irrigation, télédétection, … g , ,  Gestion de l’eau, sondes capacitives ACMG Aérodrome d’Agen 47520 LE PASSAGE Tel 33 553.77.08.40 Fax 33 553.68.33.99 acmg@acmg.asso.fr Internet www.acmg.asso.fr  Environnement, biomasse 11/13personnes Président : Jean-Claude Boyer Directeur : Dr Jean-François BERTHOUMIEU Crée C é en 2003 2
  3. 3. Plan de l exposé: l’exposé: http://vivreabullion.blogspot.fr/2009/05/ilfait-froid-nest-ce-pas.html • Quelle est notre Que e ot e expérience? • Q e pensons Que nous du changement q climatique? • Que proposons nous pour nous y adapter durablement? ? 3
  4. 4. www.acmg.asso.fr Cliquer ici Cliquer là pour les suivis irrigation et les conseils en ligne 4
  5. 5. ARVICLIM Les arboriculteurs et viticulteurs français face au changement climatique • F Formation d’un réseau de 6 ti d’ é d partenaires dans un projet (AAP de l’ADAR). l’ADAR) • 2005 / 2007
  6. 6. Exemple du cumul de 600°C à Agen Variation de la date d'apparition d'un niveau de température Moyenne lissée 20 ans 2010 Agen A Moyenne lissée 1977-06 : 21/03 2000 Seuil de somme de température base 0°C : 600°C Plus tardif Plus Pl s précoce 11/03 1990 1980 14/04 Moyenne lissé 1970 Moyenne lissée 1951-70 : 14/03 Ecart Type 1960 Années 1951 à 06 20/04 10/04 31/03 21/03 11/03 01/03 1950 Démontre une avancée de presque 10 jours en 40 ans
  7. 7. Un paradoxe! p « Le risque de subir des gelées est diminué par la tendance actuelle du réchauffement climatique» q « mais cependant le risque de perdre une récolte entière lors d une descente d’une froide est toujours aussi élevé ».
  8. 8. L’irrigation de précision pour une meilleure valorisation de la ressource en eau Se poursuit aujourd’hui j d’h i sur le terrain t i 8
  9. 9. Pilotage de précision Sondes Sentek Jours de stress par manque d air d’air Irrigation Début de Stress
  10. 10. Neuf Partenaires du SudOuest de l’Europe 10
  11. 11. Prévoir d’intégrer dans peu de temps les nouveaux moyens par satellite Sun Satellite L’utilisation du modèle SEBAL est dèl t testée www.telerieg.net 11
  12. 12. Completed with remote sensing with thermal pictures 12 août 2011 12 août 2011 Nuages Maïs non irrigué g Maïs irrigué Tour d’eau non effectué ou culture non irriguée °C Maïs irrigué
  13. 13. Test de démonstration 2011 21/08/2011 13
  14. 14. CONFIRME PAR TELERIEG Observation des gradients de températures  sur le territoire par télédétection spatiale www.telerieg.net www telerieg net Programme européen de recherche  appliquée sur l’irrigation de  précision (2009 – précision (2009 2011) Image Landsat Température de surface Température de surface 19/07/2010 Résolution de pixel : 30 m Ré l i d i l 30 AGEN De grandes différences de températures t é t e te entre villes et es campagne ! 14 °C
  15. 15. ADAPTACLIMA II De novembre 2012 jusqu’à 2014 Objectif di Obj tif : diagnostic thermique ti th i des villes et lien ville/campagne autour de l’eau 15
  16. 16. Bas Intrants 2010/2013 Projet CASDAR Tester sur prunier d’Ente et pêchers de modes de pilotage de l’irrigation et de la fertilisation économes tout en permettant un revenu intéressant 16
  17. 17. IRRIGATION DE PRECISION Micro irrigation enterrée avec des apports de 5 fois 6 minutes toutes les heures entre 23h et 3h du matin. Quand la demande augmente et que l’on g q s’approche du bas de la RFU, on apporte jusqu’à 30 minutes à chaque fois. RESULTATS non publiés
  18. 18. comparaison après 3 ans Diamètre de tronc 27.7 mm Irrigation enterrée avec enherbement et fertilisation 20 l/jour classique 52 jours d'irrigation 1039,80 litres/arbres
  19. 19. comparaison après 3 ans Diamètre de tronc 80 mm Irrigation t é I i ti enterrée sans enherbement et fertilisation 7 l/jour organique i 57 jours d'irrigation 388,3 litres/arbre
  20. 20. Plan de l’exposé: l exposé: • Q l changement climatique Quel h t li ti dans le Sud Ouest? Sud-Ouest? Que nous enseigne l i le passé pour anticiper le futur? f t r? Dessin de Chapatte 20
  21. 21. La variabilité climatique est bien accrue Exemple de 2012 Année agricole 2011-12 PLUIES et TEMPERATURES Station AGEN Normale Précipitations 1980-81 2009-10 Précipitations Normale Mini 1980-81 2009-10 Normale Maxi 1980-81 2009-10 T° Mini sous abri T° Maxi sous abri T° Moyenne sous abri 3 1 Sept 2 3 Août 2 1 3 Juil 2 1 3 Juin 2 1 3 Mai 2 1 3 Précipitation en mm ns 0 1 -15 Avr 2 15 3 -10 Mars 2 30 1 -5 3 45 Fév 2 0 1 60 3 5 Jan 2 75 1 10 3 90 1 15 Déc 2 105 3 20 1 120 Nov 2 25 3 135 Oct 2 30 1 150 Températ tures en °c 35
  22. 22. Historique des températures Station Agen g Années agricoles 1945-46 à 2012-13 g 22 De 17 à 19°C pour les maximales 21 20 19 18 16 maxima + 2 °C en 25 ans C 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Normale Mini 1980-81 2009-10 Normale Jour 1980-81 2009-10 Normale Maxi 1980-81 2009-10 Normale Lissée T° Mini sous abri T° Moyenne sous abri T° Maxi sous abri Le réchauffement climatique est bien là! 2012-1 13 2010-1 11 2008-0 09 2006-0 07 2004-0 05 2002-0 03 2000-0 01 1998-9 99 1996-9 97 1994-9 95 1992-9 93 1990-9 91 1988-8 89 1986-8 87 1984-8 85 1982-8 83 1980-8 81 1978-7 79 1976-7 77 1974-7 75 1972-7 73 1970-7 71 1968-6 69 1966-6 67 1964-6 65 1962-6 63 1960-6 61 1958-5 59 1956-5 57 1954-5 55 1952-5 53 1950-5 51 1948-4 49 5 1946-4 47 Temp pératures en °c n 17
  23. 23. CHANGEMENT CLIMATIQUE Evolution des Normales sur 60 ans – Secteur Agen Température Journalière Sous Abri Eté + 046 °C + 0.18 °C + 0.39 °C Normales 1981‐10 1971‐00 + 1.02 °C 1961‐90 1981‐10 1971‐00 1961‐90 + 1.22 °C 12.0 12 0 11.8 11.6 11.4 11.2 11.0 11 0 10.8 10.6 10.4 10.2 10.0 1951‐80 Normales + 0.07 °C Automne + 1.43 °C 1981‐10 + 0.41 °C Normales + 0.34 °C 1951‐80 + 0.74 °C 1951‐80 1981‐10 Variatio on en °C 1971‐00 Normales 15.2 15 2 15.0 14.8 14.6 14.4 14.2 14 2 14.0 13.8 13.6 13.4 13.2 + 0.40 °C Variatio on en °C Printemps + 0.73 °C + 0.69 °C 1971‐00 + 0.15 °C 21.2 21.0 20.8 20.6 20.4 20.2 20.0 19.8 19.6 19.4 19.2 1961‐90 Variation en n °C + 0.17 °C + 0.41  C + 0 41 °C 1961‐90 7.7 7.5 7.3 7.1 6.9 6.7 6.5 6.3 6.1 5.9 5.7 1951‐80 Variation en n °C Hiver
  24. 24. Avec un nombre de jours de forte  chaleur en été en augmentation chaleur en été en augmentation Secteur Agen T° Maxi sous abri, Juin à Août ‐ Nombre de jours 60 > 30°C (Moyenne 19.7) 40 > 35°C (Moyenne 2.2) > 35°C (M 2 2) > 40°C (Moyenne 0.1) 30 20 10 0 195 51 195 53 195 55 195 57 195 59 196 61 196 63 196 65 196 67 196 69 197 71 197 73 197 75 197 77 197 79 198 81 198 83 198 85 198 87 198 89 199 91 199 93 199 95 199 97 199 99 200 01 200 03 200 05 200 07 200 09 201 11 201 13 Nom mbre de j jours 50 2003 Ce qui pousse à la Clim en ville!
  25. 25. Des données de température à 10 cm dans le sol et du rayonnement global qui illustrent l’évolution probable à venir Energie solaire reçue en 2012 à Bourran - INRA Température dans le sol à côté d’Agen dans un verger de pommiers Trop chaud 23°C 7°C Trop Froid 25
  26. 26. Notre eau de pluie comme ressource durable: La preuve: toujours plus de 500 mm et jusqu à 1000  La preuve: toujours plus de 500 mm et jusqu’à 1000 mm mais avec de fortes variations Précipitations année agricole - Agen - 1891-92 à 2012-13 1400 1910 Cumul 12 mois - 319 à 1314 mm Moyenne 122 années - 674 8 mm 674.8 Normale lissée Ecart type - 170.6 mm 1000 1977 1959 2013 1993 800 600 400 1976 A condition de la stocker et de la gérer 20 011-12 20 008-09 20 005-06 20 002-03 19 999-00 19 996-97 19 993-94 19 990-91 19 987-88 19 984-85 19 981-82 19 978-79 19 975-76 19 972-73 19 969-70 19 966-67 19 963-64 19 960-61 19 957-58 19 954-55 19 951-52 19 948-49 19 945-46 19 942-43 19 939-40 19 936-37 19 933-34 19 930-31 19 927-28 19 924-25 19 921-22 19 918-19 19 915-16 19 912-13 19 909-10 19 906-07 19 903-04 19 900-01 18 897-98 18 894-95 1964 1949 1929 200 18 891-92 Hauteur de précipitatio en mm es ons 1200
  27. 27. 800 600 400 1976 Par contre impossible de prévoir les volcans ou les météores qui l l été i impactent notre climat 2011-12 2008-09 2005-06 2002-03 1999-00 1996-97 1993-94 1990-91 1987-88 1984-85 1981-82 1978-79 1975-76 1972-73 1969-70 1966-67 1963-64 1960-61 1957-58 1954-55 1951-52 1948-49 1945-46 1942-43 1939-40 1936-37 1933-34 1930-31 1927-28 1924-25 1921-22 1918-19 1915-16 1912-13 1909-10 1906-07 1903-04 1900-01 1897-98 1894-95 1964 1949 1929 200 1891-92 Hauteur des précipitati d ions en mm Précipitations année agricole - A é i l Agen - 1891 92 à 2012-13 1891-92 2012 13 Météorite P é i i i 1400 1910 à Cumul 12 mois - 319 à 1314 mm Pinatubo Tongousta Moyenne 122 années - 674.8 mm y 1200 1977 en Sibérie Normale lissée 1977 le 30 juin 1959 Ecart type - 170.6 mm 1000 2013 1993 1908?
  28. 28. Photo of June 15 1991 eruption of Mt 15, Mt. Pinatubo in the Philippines, which had a VEI of 6 and lowered world global temperatures by 1 degree Fahrenheit from 1991 1993 1991-1993. (Image: USGS, by Dave Harlow)
  29. 29. Effet du Mont Saint Hélène? Historique des températures Station Agen Années agricoles 1945-46 à 2012-13 22 21 20 19 18 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 Normale Mini 1980-81 2009-10 Normale Jour 1980-81 2009-10 2012-13 2010-11 2008-09 2006-07 2004-05 2002-03 2000-01 1998-99 1996-97 1994-95 1992-93 1990-91 1988-89 1986-87 1984-85 1982-83 1980-81 1978-79 1976-77 1974-75 1972-73 1970-71 1968-69 1966-67 1964-65 1962-63 1960-61 1958-59 1956-57 1954-55 1952-53 1950-51 1948-49 5 1946-47 T Températures en °c s 17 Normale Maxi 1980-81 2009-10 Normale Lissée T° Mini sous abri T° Moyenne sous abri T° Maxi sous abri La baisse d 2°C entre 1990 et 1992 est L b i de t t t liée au cendres éjectées par le Pinatubo 29
  30. 30. En 1815 le Tambora! • The a ou o volcanic as spe ed into e amount of o ca c ash spewed o the atmosphere by Mount Tambora lowered global temperatures by as much as 0.7–1.3 °F. Much cooler temperatures in i many parts of the world th year after t f th ld the ft the eruption led to worldwide harvest failures, which is why that year is also y known as the “Poverty Year.” Science 14/04/2013 http://membercentral.aaas.org/blogs/scient http://membercentral aaas org/blogs/scient ia/year-without-summer
  31. 31. Premiers constats • Notre c at est variable et sub t des ot e climat a ab e subit contraintes dues aux poussières apportées par des volcans ou des météores • Pour l instant la résilience est confirmée l’instant au bout de 2 à 5 ans suivant la charge en particules réfléchissantes de l’atmosphère qui doivent être lessivées par les précipitations. é 31
  32. 32. Rapide historique de notre compréhension du changement climatique • Du temps d’Aristote au Moyenâge • Depuis que le travail scientifique apporte des connaissances pp • Aujourd’hui et demain!
  33. 33. • Dans Meteorologica Aristote - 384 à Meteorologica, Aristote, -322, nous enseigne que “on obtient un processus circulaire qui suit la q course du soleil … qui circule vers le haut puis le bas et est constitué en partie d air et d’eau “ d’air d eau. • Il nous dit également que l’énergie sèche, le bruit, permet de lutter contre les orages et la grêle,
  34. 34. Face à un phénomène rare comme la grêle la croyance sur y l’effet du bruit demeure et d t au début du XXème siècle la France est couverte de Canons paragrêle êl
  35. 35. Au XIX et XXème siècle • Les moyens de mesure se développent • La climatologie s appuie sur des s’appuie outils mathématiques comme les probabilités et il est possible d’imaginer les risques climatiques futurs • La microphysique et la mécanique des fluides permettent d’expliquer et de modéliser les phénomènes atmosphériques
  36. 36. Dans les années 60 la variation du climat est supposée liée aux tâches solaires http://solarwatch.wordpress.com/2013/06/08/are-nasa-noaa-admitting-the-solar-max-has-passed/
  37. 37. Il existe bien une relation entre le nombre de tâches et l’énergie solaire l énergie incidente sur la terre 1367.5 1367 5 W/m² Maximum différence de 3W/m² 1364 W/m²
  38. 38. Evolution depuis 1960 de la variation moyenne globale de la température de l’air à la surface des continents (ligne bleue avec la l air moyenne lissée sur 37 mois en gras El Niño Evolution depuis 1960 du nombre de taches solaires observées http://www.climate4you.com/Sun.htm Dr Ole Humlum Oslo 38
  39. 39. Et ces tâches sont observées depuis longtemps y compris quand il y a eu une période froide en Europe Europe.
  40. 40. D’après Leroy Ladurie Histoire du Climat depuis l’An Mil Les arbres en sont témoin! Chronologie des croissances du chêne d'après Hollstein 300 275 Epaisseur annuelle en 1/100 mm Moyenne li é 11 ans M lissée Moyenne lissée 22 ans 225 Moyenne lissée 36 ans Moyenne lissée 178 ans 200 Minimum de Maunder 300 ans 175 150 125 100 1117 75 1922 1872 1822 1772 1722 1672 1622 1572 1522 1472 1422 1372 1322 1272 1222 1172 1122 1072 1022 972 922 872 50 822 Grossissem ment en 1/100 de mm e 250
  41. 41. Deux axes de pensées imprègnent le monde scientifique • Ceux qui pensent que le climat est q naturellement variable et que l’on doit comprendre ces fluctuations au regard de phénomènes naturels (soleil courants (soleil, marins, poussières des volcans et des météores …) ) • Ceux qui pensent que, en plus de ces q p q p phénomènes, l’activité humaine modifie les équilibres d’échanges par rayonnement de d échanges la Terre
  42. 42. Seule la mesure et les échanges g de connaissance peuvent permettre de savoir qui a raison • Dans les années 80 et début 90 c’est le p premier camp qui domine en se basant sur pq de bonnes corrélations • Par exemple il est démontré que des courants marins font remonter à la surface la mémoire de ce qu’il s’était passé au y g q p Moyen-âge quand il faisait plus doux
  43. 43. Les courants marins agissent comme notre chauffage central Chaud Froid Transfert de chaleur de l’équateur vers les pôles et de froid des pôles vers l’équateur
  44. 44. 44
  45. 45. Premières mesures • Pour diminuer le risque de pluies acides à la fin des années 70 on installe des filtres à la sortie des cheminées d’usine g • On élimine le gaz fréon de nos frigos qui détruit l’ozone de la tropopause qui nous protège des p p q p g Ultra Violets l’humanité • On constate que l humanité se multiplie comme elle ne l’avait jamais fait auparavant
  46. 46. Au Moyen-âge on avait doublé en y g 200 ans, aujourd’hui en 35 ans!
  47. 47. Des besoins pour nourrir 80 millions d être d’être humains par an en plus j q jusqu’en 2050 !! • Au moment où la surface des terres fertiles diminue, car les villes progressent, 8% en France par an (en hectare par habitant) Source FAO DIMINUTION PRÉVISIBLE DES SURFACES CULTIVABLES PAR HABITANT
  48. 48. Consommation d’eau en litres par p jour et par personne Average daily water consumption per person 2500 2000 - 3000 Pour produire sa nourriture Litr res 2000 1500 1000 20 - 300 500 2-3 0 Drinking Pour purposes boire Input for food production Domesticdes usages Pour needs domestiques Il faut entre 2 et 3 litres par jour pour satisfaire aux besoins biologiques (eau du robinet) d’une personne et environ 1000 fois plus pour produire sa nourriture. Ou d’une autre façon il faut 1000 fois plus d’eau pour nourrir que pour rassasier une personne qui a soif!
  49. 49. Revenons à ce que l’on pensait dans les années 90 L effet L’effet des gaz à effet de serre (gaz carbonique CO2, CO2 méthane CH4, vapeur d eau H2O, d’eau la suie, …) semblent être responsables des tendances observées du changement climatique
  50. 50. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/77/Radiation_transmise.png 50
  51. 51. Effet de Serre Bilan radiatif moyen de la Terre y W/m2 Rayonnement Solaire S l i incident moyen visible 103 Rayonnement solaire réfléchi 14 W/m2 342 W/m2 68 W/m2 21 W/m2 239 W/m2 / 236 W/m² Rayonnement y terrestre infrarouge 20 W/m2 89 W/m2 130 W/m2 + CO² = - 2W/m² + NH4 = - 1W/m² Atmosphère 54 W/m2 W/ Atmosphère 10 W/m2 154 W/m2 174 W/m2 Océans O é Continents D’où recherche d’un nouvel équilibre à une température un peu plus élevée
  52. 52. CHANGEMENT CLIMATIQUE • Confirmé en septembre 2013 par les travaux du GIEC • Les gaz à effet de serres sont responsables à plus de 90 % de la modification du climat actuel avec un réchauffement qui va se poursuivre • et d’une augmentation de la variabilité de ce climat 52
  53. 53. Une fois la chaleur du soleil stockée, cette , énergie se déplace sur des supports liquides ou gazeux surtout par convection, le gazeux, convection principal moteur du transfert thermique dans l’air ou l’eau A l’origine des mouvements d’air dans l’atmosphère 53
  54. 54. Pôle Nord Air polaire Air tropical Zones de frontogenèse Pôle Sud 54
  55. 55. La France est privilégiée car à l’aval des flux océaniques Source: http://www.ngdc.noaa.gov/ 55 La pluie se produit à la rencontre des ces 2 masses d’air
  56. 56. Sens de déplacement: vent à 500hPa Notre li N t climatiseur estival! ti ti l! Animation Gérard Rouquette Les tourbillons à l’origine des dégâts
  57. 57. Dans les années 2000 et aujourd’hui • Le premier axe de pensée n’a plus p q beaucoup de soutien scientifique alors que politiquement il a tenu jusqu au jusqu’au milieu des années 2000 • Des recherches pour comprendre dans le passé plus ancien des é q évènement similaires à celui que nous vivons commencent à donner des résultats
  58. 58. Pour imaginer le futur, il faut comprendre le présent et étudier le passé C est C’est ce que font les scientifiques avec de plus en plus de moyens Des l i D glaciers de plus de 4 km d épaisseur d’épaisseur pour remonter 400 000 ans
  59. 59. Maxi 300 ppm il y a 325 000 ans Mini 180 ppm + 3°C - 8°C
  60. 60. Travaux du CNRS, Mme Valérie Masson-Delmotte
  61. 61. Alors qu’aujourd'hui on en mesure 391 et qu'à ce rythme on en aura 500 vers 2065! 397 CO2 ppm +2 ppm par an 330 ppm pp 288 ppm 1000 1400 1800 61
  62. 62. Comprendre notre p p passé Des leçons pour le futur de notre climat li t • Durant l’été 2011 le conseil de recherche l été des USA a publié les travaux de géologues qui ont tenté de reproduire l’évolution du climat sur la Terre depuis 850 millions d’années à partir de l’analyse g de carottes et de forages des roches et sédiments. De: Understanding Earth’s Deep Past, Lessons for Our Climate Future National Research C N ti lR h Council of national Academies. USA  2011 il f ti l A d i USA 2011 www.national‐academies.org
  63. 63. Estimation du taux de CO² depuis 45 millions d’années à partir des sédiments De: Understanding Earth s Deep Past, Lessons for Our Climate Future De: Understanding Earth’s Deep Past Lessons for Our Climate Future National Research Council of national Academies. USA  2011 www.national‐academies.org 63
  64. 64. Notre planète a souvent été p plus chaude qu’aujourd’hui! De: Understanding Earth s Deep Past, Lessons for Our Climate Future De: Understanding Earth’s Deep Past Lessons for Our Climate Future National Research Council of national Academies. USA  2011 www.national‐academies.org 64
  65. 65. Hypothèse d’évolution du CO² atmosphérique selon l sédimentologues l les édi t l On serait d’ici 1000 ans comme durant l’Eocéne ou la Terre  était beaucoup plus chaude ét it b l h d 65
  66. 66. Températures à la surface de la Terre à l’Eocène, il y a 40 millions d’ illi d’année quand il y avait plus d é d it l de 1000 ppm de CO² comparé à aujourd’hui 37°C à l’équateur  soit 9°C en + A nos latitudes on  passerait de  13°C  d ° aujourd’hui à 28° ou  30 C, soit un climat  30°C soit un climat tropical Aujourd’hui +15°C de plus au pôle Nord 66
  67. 67. Elévation du niveau des mers En ce moment, il y a une élévation moyenne de 3 mm par an et qui p q pourrait atteindre 7 ou 8 mm/an lorsque les glaciers des pôles fondront plus rapidement Soit S it 3 cm t tous les 10 ans et donc l td entre 30 et 75 cm de plus en 2100
  68. 68. Fig. 5 Cumulative changes in the mass of (left axis) the EAIS WAIS EAIS, WAIS, and APIS (top) and GrIS and AIS and the combined change of the AIS and GrIS (bottom) determined (bottom), from a reconciliation of measurements acquired by satellite RA, the IOM, satellite gravimetry, and satellite LA. Also shown is the equivalent global sea-level contribution (right axis), calculated assuming that 360 Gt o ce corresponds of ice co espo ds to 1 mm of o sea-level rise. A Shepherd et al. Science 2012;338:1183-1189 Masse de glace fondue M d l f d depuis 1992 et augmentation du niveau de la mer Published by AAAS
  69. 69. Il y a 110 000 ans le niveau moyen des mers était 4 à 6 m au dessus du niveau actuel alors que la température était légèrement plus chaude et le taux de CO² inférieur à aujourd’hui j d’h i De: Understanding Earth’s Deep Past, Lessons for Our Climate Future National Research Council of national Academies. USA  2011 N ti lR hC il f ti l A d i USA 2011 www.national‐academies.org
  70. 70. Autres conséquences du h d changement t climatique li ti Des risques d’évènements violents et extrêmes plus fréquents 70
  71. 71. Deux tempêtes en 11 ans, 1999 et 2009!
  72. 72. Cependant il demeure encore des incertitudes et donc: • Besoin de poursuivre des travaux scientifiques pour modéliser le plus fidèlement l’évolution la plus probable • Sachant que la complexité des phénomènes est immense Mais ce qui est certain, c’est que à notre échelle il faut s’y préparer en réduisant au plus vite nos gaspillages de CO² et en s’y adaptant tout en s’appuyant sur des ’ d t tt t ’ t d 72 principes durables!
  73. 73. Le débat s’anime maintenant autour de deux thèmes complémentaires lé t i • Diminuer à la source les gaz à effet de serre • S’adapter à ce changement
  74. 74. Quelles conséquences ? • A/ Une mer qui va monter légèrement? • B/ Des risques d’évènements violents et d évènements extrêmes plus fréquents? • C/ Plus chaud, plus souvent et d Pl h d l t t des besoins énergétiques plus sollicités en été pour maintenir notre confort? • D/ Une demande en eau pour se nourrir plus importante?
  75. 75. Face au changement  climatique que faire? Se déplacer? Se déplacer? +2.5°C = 500 km vers le Nord ou 400 m en altitude 75
  76. 76. Situation de canicule de Sud Les versants Nord-Est les premiers concernés Pourquoi? 76
  77. 77. Transformation adiabatique : ( Sans échange de chaleur, Q 0. T  ( Sans échange de chaleur Q=0 T constant, variation de P ) P  DETENTE Soulèvement d’une masse d’air  par un relief: par un relief: Détente, refroidissement,  saturation puis condensation. A cause de l’effet de Foehn P  COMPRESSION Affaissement d’une masse d’air  par un relief: par un relief: Compression, réchauffement,  77 évaporation.
  78. 78. Exemple de poussée très chaude d août d’août 2003 78
  79. 79. 79
  80. 80. Danger! Niveau d’ozone le 8 août 2003 d ozone µg/M3 d’air Les fortes températures favorisent sa formation dans les villes Source Prév’air -INERIS 80
  81. 81. Avec un nombre de jours de forte  chaleur en été en augmentation chaleur en été en augmentation Secteur Agen T° Maxi sous abri, Juin à Août ‐ Nombre de jours 60 > 30°C (Moyenne 19.7) 40 > 35°C (Moyenne 2.2) > 35°C (M 2 2) > 40°C (Moyenne 0.1) 30 20 10 0 195 51 195 53 195 55 195 57 195 59 196 61 196 63 196 65 196 67 196 69 197 71 197 73 197 75 197 77 197 79 198 81 198 83 198 85 198 87 198 89 199 91 199 93 199 95 199 97 199 99 200 01 200 03 200 05 200 07 200 09 201 11 201 13 Nom mbre de j jours 50 2003 Ce qui pousse à la Clim en ville!
  82. 82. Nombre de nuits à Agen avec des minimales supérieures à 18 et 20°C T° Mini sous abri, Juin à Septembre ‐ Nombre de jours Secteur Agen 50 2003 45 35 > 18°C 18°C > 20°C 30 25 20 15 10 5 0 1951 1 1953 3 1955 5 1957 7 1959 9 1961 1 1963 3 1965 5 1967 7 1969 9 1971 1 1973 3 1975 5 1977 7 1979 9 1981 1 1983 3 1985 5 1987 7 1989 9 1991 1 1993 3 1995 5 1997 7 1999 9 2001 1 2003 3 2005 5 2007 7 2009 9 2011 1 Nom mbre de jours 40 Ce qui pousse à la Clim en ville!
  83. 83. ICU selon la taille de l agglomération l’agglomération Paris Toulouse e A AGEN 5 Carmaux Îlot t de chaleur maximum (°C) m Différence due principalement à l’usage des climatiseurs ffé l à l’ l Source Météo France 83
  84. 84. Chaleur / énergie/ eau Climat Adaptation
  85. 85. Sur quels principes durables peut on s’adapter? • Une agriculture irriguée de précision • Une réduction des besoins énergétiques basés sur des ressources fossiles qui ramènent dans l’atmosphère du carbone sédimenté il y a des millions d’années • Par exemple en évitant de promouvoir la « Clim » en été que les poussées chaudes de Sud rendent parfois nécessaires 85
  86. 86. Le continuum sol, plante atmosphère De 50 à 150 litres/jour Rayonnement solaire Convection Transpiration Photosynthesis Ph t th i & respiration Humidité atmosphérique Pluie temperature Air Echange de chaleur vent Infiltration Interception Flux de chaleur aeration du sol & respiration Absorption racinaire Capillarité Nappe alluviale ou phréatique p Evaporation Ruissellement de surface Microfaune & microorganismes g Mouvement de sels drainage & recharge des nappes 86
  87. 87. Que devient l’énergie solaire incidente? couvert nuageux clair Partie réfléchie De 250 W/m² maxi par temps couvert à prés de 900 W/m² par ciel clair en été Jan Pokorný et al.; Solar energy dissipation and temperature control 87 by water and plants; Int. J. Water, Vol. 5402
  88. 88. Répartition de l’énergie solaire incidente en milieu de journée Energie réfléchie ou Albédo Energie latente de transpiration qui rafraichit l’air Energie qui réchauffe l’air Energie de conduction E i d d ti dans le sol En W / m² 160 210 480 70 350 150 90 50 Sol nu Champ irrigué 88
  89. 89. Il y a 13°C de différence Irrigated corn fields et les champs frais entre les champs chauds Surface Temperature Surface Temperature 12 august 2011 – New presentation Clouds Cl d Corn without irrigation Well irrigated corn Irrigation not yet arrived or not done °C Well irrigated corn with in b t i between rows with ith les water
  90. 90. Surface disponible pour des cultures irriguées 304,190,000 h 304 190 000 ha www.iwmigiam.org
  91. 91. Flux de vapeur d’eau produit par l’irrigation en kg/m².an 300 kg/m² = 3000 m3/ha O. Boucher G. Myhre A. Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric water O Boucher G Myhre A Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric water vapour and climate; Climate Dynamics (2004) 22: 597–603 DOI 10.1007/s00382‐004‐0402‐4 91
  92. 92. Ce qui provoque des modification de température dans les basses couches O. Boucher G. Myhre A. Myhre / Direct human influence of irrigation on atmospheric water  O B h G M h A M h / Di h i fl fi i i h i vapour and climate; Climate Dynamics (2004) 22: 597–603 DOI 10.1007/s00382‐004‐0402‐4 92
  93. 93. D où D’où la proposition • De privilégier les champs frais et les haies irriguées pour atténuer l’impact des canicules en été • De stocker plus d’eau de ruissellement lors d épisodes pluvieux intenses d’épisodes De manière à mettre cette eau à disposition de tous, ville et campagne, lorsqu’il fait p p p chaud pour atténuer l’impact des coups de chaleur et réduire les besoins énergétiques de climatisation
  94. 94. Notre climat est lié à l’eau Précipitations 100% 62% Évapotranspiration 16% Ruissellement 22%Écoulement souterrain Adapté EGID En France en 94 Km3/an
  95. 95. Des chiffres très différents en ville 12% 100% Précipitations Évapotranspiration Ruissellement 78% Écoulement souterrain 10% Évaluation variable d’une ville à une autre Fuites du réseau d’assainissement 95
  96. 96. La zone mal irriguée fonctionne comme le sol nu Energie réfléchie ou Albédo Energie latente de transpiration qui rafraichit l’air Energie qui réchauffe l’air Energie de conduction E i d d ti dans le sol En W / m² 170 170 160 480 350 90 90 Champ non irrigué 50 Champ irrigué 96
  97. 97. Dans un verger irrigué il fait de 5 à 12°C plus frais que dans le chaume voisin – mesures ACMG 2008 26°C dans le verger et 38°C au dessus du chaume voisin le 31/08/2008
  98. 98. Mesures ACMG 2008 26°C dans le verger 38°C dans chaume d h voisin Lien Micro Climatique entre Ville et Campagne ? q p g Température de surface – 11/07/2011 98
  99. 99. L’EAU ET LA VEGETATION COMME MOYEN DE RAFRAICHISSEMENT NATUREL Zoom Agen - Boé - Le Passage d’Agen Printemps – Mai 2010 Source : PLU Communautaire Durable de la Communauté d’Agglomération d’Agen (CAA) Eté – Juillet 2010 99
  100. 100. Comparaison mesures mobiles / Landsat /  Variations de la température de l’air de 6,5°C entre les différents quartiers q du centre de l’agglomération agenaise  Bonne corrélation des variations de températures mesurées entre les différentes zones et diffé t t les températures de surfaces Image Landsat 8 au 4/08/13 et représentation de l’évolution des  températures de l’air en fonction des différents quartiers 100
  101. 101. le rôle du végétal : constat  L’arbre ou des bandes boisées, c’est naturellement :  un climatiseur d’espace public car il réfléchit une partie de rayonnement solaire.  Un «évapotranspireur» et donc un moyen naturel pour climatiser l’air ambiant situé en dessous et à proximité, sous le vent, à condition de pouvoir l’irriguer g sans excès.  Un moyen de transformer une autre partie de cette énergie solaire en matière (puits à carbone), De D 30 à 70 m3 d’ d’eau s’évaporent par Ha et par jour dans une zone boisée irriguée 101
  102. 102. 35% 100% Précipitations Évapotranspiration Moins chaud Plus de photosynthèse Ruissellement 45% 25% Vers la nappe Écoulement souterrain 20% 40% 102
  103. 103. Programme ADAPTACLIMA II PROJET EUROPÉEN ADAPTATION AU CHANGEMENT CLIMATIQUE DANS LE SUDOE OBJECTIF GLOBAL Renforcement de la protection et de la conservation  durable de l environnement et du milieu naturel durable de l'environnement et du milieu naturel 103
  104. 104. 1/ RÉDUIRE L’ÉNERGIE SOLAIRE INCIDENTE… En W / m² Energie réfléchie ou Albédo Energie latente de transpiration qui rafraîchit l’air Energie qui assèche l’air Energie de conduction E i d d ti dans le sol 170 50 350 230 50 300 90 80 Avant Après 104
  105. 105. … ET 2/ RAFRAICHIR L’AIR AMBIANT En W / m² Energie réfléchie ou Albédo Energie latente de transpiration qui rafraîchit l’air Energie qui assèche l’air Energie de conduction E i d d ti dans le sol 170 50 350 230 230 50 270 300 100 90 Avant 80 60 Après A è 105
  106. 106. Végétaux irrigués et pérennisés en ville Des D espaces à végétaliser d é ét li de manière pérenne pour : • Mieux isoler, avoir moins froid l’hiver et moins chaud l’été (Principes d l’habitat (P i i de l’h bit t bioclimatique) • A éli Améliorer le paysage urbain l b i Source : Traité d'architecture et d'urbanisme bioclimatiques, ADEME 106 Terrasse végétalisée irriguée
  107. 107. Des gouttelettes s’évaporant s évaporant prennent 800 calories par gramme à l’air ! 1 litre d’eau qui s’évapore refroidit de 2°C 1000 m3 d’air Intérêt I té êt pour les fontaines, l f t i jets d’eau, dispositifs de brumisation, etc. b i ti t 107 Photo par Brume System
  108. 108. L IDÉE L'IDÉE EST DE PASSER DE LA SITUATION A À LA SITUATION B FRAIS CHAUD °C 108
  109. 109. Depuis 30 ans un fossé p s’est creusé entre la ville et la campagne. Il est temps de le remplir d’eau en hiver pour utiliser ensemble cet tili bl t « or bl » quand il fait bleu d f it trop chaud! 109 109
  110. 110. Un meilleur partenariat entre la p ville et la campagne pour durer ensemble bl Cela existait déjà durant l’Empire Romain
  111. 111. Chaque crise climatique q q provoque des conséquences, sociales, économiques et i l é i t environnementales • Pourquoi attendre les prochaines q p crises pour s’impliquer dans des démarches locales où dé h l l ù « l’or bleu » de nos régions l or soumises au flux océanique q serait si bien valorisé?
  112. 112. MERCI Jean-François Berthoumieu B th i 05 53 77 08 48 acmg@acmg.asso.fr @ f jfberthoumieu@agralis.fr 112

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