Modélisation de la variabilité et des tendances climatiques en Himalaya pour une meilleure compréhension de leurs impacts sur la cryosphère

par Mickaël Lalande

Projet de thèse en Sciences de la Terre et de l'Univers et de l'Environnement

Sous la direction de Gerhard Krinner et de Martin Menegoz.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , en partenariat avec Institut des Géosciences de l'Environnement (laboratoire) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Il existe aujourd'hui un consensus sur le fait que le climat de la planète est fortement impacté par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre et d'aérosols, avec un réchauffement prononcé de la température globale de l'atmosphère. Cependant, la signature régionale de ces changements est encore mal appréhendée, en particulier parce qu'elle est superposée à une forte variabilité interne. Cette incertitude est particulièrement marquée en région de montagne pour deux raisons principales: (i) les observations météorologiques sont disponibles en nombre limité dans ces régions; (ii) la résolution grossière des modèles de climat n'est pas adapté pour reproduire les interactions entre la surface et l'atmosphère ainsi que la circulation atmosphérique dans les régions où la topographie est accidentée. Pour ces raisons, le changement climatique et ses scénarios futurs sont mal appréhendés en Himalaya, alors qu'ils sont associés à des enjeux socio-environnementaux majeurs, notamment en termes de ressources en eau et de risques naturels. L'objectif de cette thèse est de mettre en évidence la variabilité et les tendances du climat en Himalaya en utilisant le modèle global d'atmosphère LMDZ avec une grille à résolution variable centrée sur cette région. Dans un premier temps, une simulation LMDZ couvrant la période 1900-2010, guidée vers les réanalyses atmosphériques ERA-20C sera appliqué avec un zoom sur l'Himalaya. Les simulations centennales seront utilisées pour détecter des tendances climatiques ainsi que des changements décennaux à multi-décennaux des conditions atmosphériques susceptibles d'induire des périodes de crues ou de décrues des glaciers himalayens. Dans un deuxième temps, une paramétrisation sous-maille du calcul du bilan d'énergie de surface sera intégrée au modèle, avec pour objectif d'améliorer la représentation du climat et du couvert neigeux dans les régions de montagne. Dans un troisième temps, LMDZ sera utilisé dans des configurations guidées vers des scénarios futurs et des expériences dédiées à la différentiation du forçage des aérosols et des gaz à effet de serre. Ce projet de thèse permettra une meilleure compréhension du changement climatique et de ses impacts sur la cryosphère dans la région himalayenne, avec pour objectif final de fournir des scénarios de leur évolution au prochain siècle.

  • Titre traduit

    Modeling climate trends and variability in the Himalaya to understand cryosphere changes


  • Résumé

    There is now evidence that the Earth climate changes at an unusual pace because of greenhouse gases and anthropogenic aerosol emissions. However, the regional imprint of climate change is still poorly understood, in particular, because it is mixed with large internal variability. Such uncertainty is even more pronounced in mountainous areas because: (i) meteorological in situ observations are scarce and (ii) the coarse resolution of global climate models is not adapted to reproduce the surface-atmosphere interactions and local circulation patterns over areas of complex topography. For these reasons, climate change is poorly known, and future scenarios are particularly uncertain in the Himalayan region, whereas they can be associated with major socio-environmental impacts, in particular in terms of water resources and natural hazards. This Ph.D. project aims to investigate trends and variability of the Himalayan climate with the LMDZ global model with a stretched grid centered over this area. First, a 1900-2010 experiment will be run with a configuration nudged toward the ERA-20C atmospheric reanalysis. Long-term simulations will be used to investigate climate trends over the last century and decadal to multi-decadal changes of atmospheric conditions that could explain temporary positive trends of glacier mass balance in this area. Second, a subgrid-scale parameterization of the surface energy balance will be implemented in the model, with the aim to improve the representation of the climate and the snow cover in mountainous areas. Third, LMDZ will be used in configurations nudged toward future scenarios and experiments dedicated to the differentiation of aerosol and GHG forcings. This Ph.D. project will allow a better understanding of the climate and the cryosphere changes in the Himalaya, with the final goal to provide different climate scenarios for the next century in this mountainous area.