Extrêmes de température en Europe : mécanismes et réponses au changement climatique

Temperature extremes in Europe : mechanisms and responses to climate change

• Auteur / Autrice : Julien Cattiaux
• Direction : Robert Vautard, Pascal Yiou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'Univers, environnement et écologie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Température atmosphérique

Atmosphère

Atlantique (océan)

Europe

Changement climatique

Mots clés libres

Extrême de température

Dynamique atmosphérique

Oscillation nord-atlantique

Température de surface océanique (SST)

Modélisation régionale

Résumé

Cette thèse se propose de contribuer à la compréhension des mécanismes physiques responsables des extrêmes saisonniers de température en Europe, dans le but d'anticiper leurs caractéristiques statistiques futures. Ce travail mêle ainsi analyses statistiques de données d'observations et de projections climatiques, et expériences de modélisation régionale. Nous montrons dans un premier temps que si la variabilité inter-annuelle du climat européen est pilotée par les fluctuations de la dynamique atmosphérique nord-atlantique, le récent réchauffement apparaît dissocié de potentiels changements dans la circulation. Cette divergence s'illustre particulièrement lors de l'automne exceptionnellement doux de 2006. Les récentes conditions chaudes en surface de l'océan Atlantique nord semblent contribuer au réchauffement européen en automne-hiver, via la mise en place de processus advectifs et radiatifs. L'advection d'ouest et le réchauffement atlantique étant moins intenses au printemps-été, des processus plus locaux semblent être privilégiés (e. G. , humidité des sols, nuages, aérosols). Une analyse multi-modèle montre ensuite que la divergence constatée sur la période présente semble se poursuivre dans les projections climatiques futures. En particulier la variabilité interne de la dynamique nord-atlantique n'apparaît que peu affectée par le changement climatique. Les futurs extrêmes de température seraient alors associés à des circulations similaires aux circulations observées lors des extrêmes récents. Dans ce cadre, une dernière étude de cas montre que l'hiver de 2009/10 peut être considéré comme un événement extrême froid d'un climat déjà plus chaud.

This thesis aims to contribute to the understanding of physical mechanisms responsible for such extremes, in order to anticipate their responses to future climate change. Involved processes are assessed by both statistical data-analysis of observations and climate projections and regional modeling experiments. First we show that while the inter-annual European temperature variability appears driven by disturbances in the North-Atlantic dynamics, the recent warming is likely to be dissociated with potential circulation changes. This inconsistency climaxes during the exceptionally mild autumn of 2006. Recent warm surface conditions in the North-Atlantic ocean seem to substantially contribute to the European warming in autumn--winter, while more local processes appear predominant in spring--summer (e. G. , influence of soil moisture). Then multi-model analysis, based on climate projections of the International Panel on Climate Change, show that the inconsistency noticed over recent decades is likely to continue in future years. In particular, it appears that climate change does not affect the internal variability of the North-Atlantic dynamics in a significant manner. Thus future temperature extremes should be associated with circulations similar to those observed during recent episodes. In this context the European winter of 2009/10 can be considered as a cold extreme in a warming climate.