Des chercheurs de l'IRM et de l'université de Gand, de Leuven, de Louvain-la-Neuve et de Liège ont étudié en détail la manière dont les modèles climatiques régionaux représentent les extrêmes de précipitation et ont montré de bonnes correspondances avec les précipitations extrêmes observées dans notre pays.
Les précipitations extrêmes ont un impact majeur sur notre société, comme cela est apparu clairement à la mi-juillet de cette année, lorsque des précipitations intenses dans le bassin de la Vesdre et de l'Ourthe ont entraîné de graves inondations et 38 décès. La question de savoir si nous devons nous attendre à davantage de phénomènes extrêmes similaires dans un climat plus chaud a trouvé une réponse peu de temps après les événements, en utilisant des observations et des modèles climatiques.
Des modèles climatiques avec une grande résolution spatiale sont nécessaires pour simuler les précipitations extrêmes
Les précipitations extrêmes sont en grande partie dues à la convection (profonde), lorsque la chaleur de la surface de la Terre fait monter l'air chaud et humide à haute altitude et que cet air se condense en nuages. Les nuages convectifs sont relativement petits en superficie, avec des dimensions latérales de quelques kilomètres. La modélisation réaliste de ces nuages nécessite des modèles à haut niveau de détail spatial ou à haute résolution spatiale, de seulement quelques kilomètres. Bien que ces modèles à haute résolution soient déjà utilisés de manière opérationnelle pour les prévisions météorologiques quotidiennes, ils restent encore relativement peu utilisés dans la recherche sur le climat. On peut donc se demander dans quelle mesure ces modèles peuvent mieux calculer les quantités de précipitations extrêmes que les modèles ayant une résolution plus faible (de 12 km ou plus).
Des précipitations convectives
Les modèles climatiques belges calculent correctement les précipitations extrêmes observées
La comparaison des résultats des modèles avec les observations est une première étape importante avant que les modèles climatiques puissent être utilisés pour produire des projections fiables pour l'avenir.
En général, les résultats présentés dans les figures ci-dessous montrent que les modèles avec beaucoup de détails spatiaux ou avec une haute résolution spatiale simulent bien les extrêmes de précipitations observés en Belgique. Les modèles à haute résolution spatiale reproduisent par exemple mieux les extrêmes de précipitations observés de courte durée (précipitations horaires) que les modèles à plus faible résolution.
Fréquence des extrêmes de précipitations horaires par saison pour les modèles à faible résolution spatiale (à gauche) et les modèles à haute résolution spatiale (à droite). Tous les modèles reproduisent généralement correctement la dépendance saisonnière des observations ("OBS").
En outre, plusieurs caractéristiques des précipitations, telles que la dépendance à la température et le moment où ces précipitations sont les plus importantes au cours de la journée, sont bien représentées par les modèles.
En revanche, peu de différences peuvent être observées entre les résultats des modèles à haute et basse résolution pour les extrêmes sur de plus longues durées (précipitations quotidiennes). Enfin, on peut noter que, la répartition spatiale des précipitations simulée par les modèles est globalement conforme aux observations sur la Belgique, mais il n’y a encore aucun modèle qui représente les détails observés de manière précise, quelle que soit sa résolution spatiale.
Fréquence des extrêmes de précipitations horaires en fonction de l'heure du jour pour les modèles à faible résolution spatiale (à gauche) et les modèles à haute résolution (à droite). Le pic observé des précipitations extrêmes se produit (points noirs) dans l'après-midi entre 14h et 18h. Les modèles à plus haute résolution ("HRes") reproduisent généralement mieux le déroulement quotidien des observations ("OBS").
Les résultats confirment la fiabilité des projections climatiques belges pour les précipitations extrêmes. Ils nous permettent également d'estimer les changements futurs des périodes de retour.
Les extrêmes de précipitations dans un climat plus chaud
Les précipitations extrêmes à court terme peuvent avoir des conséquences majeures et sont d'une grande importance dans les environnements urbains ou les vallées, où elles peuvent provoquer une saturation des égoûts, des "crues éclair" et même des glissements de terrain. Il est donc important de savoir comment ces extrêmes vont évoluer dans un climat plus chaud. Plusieurs études ont déjà signalé une augmentation future des extrêmes de courte durée (typiquement 1 heure) dépassant ceux de plus longue durée (typiquement 1 jour).
En outre, il est connu que les précipitations extrêmes pendant les jours chauds sont relativement plus intenses que pendant les jours plus froids, car l'air chaud peut contenir plus d'humidité. Dans un climat qui se réchauffe, il est donc également important que les modèles soient capables de reproduire correctement cette influence de la température sur le type et la fréquence des précipitations.
Modélisation climatique pour la Belgique
Quatre modèles climatiques régionaux ont été considérés dans cette étude, pour lesquels les calculs ont été effectués dans le cadre du projet CORDEX.be : ALARO-0 (IRM-UGent), CCLM-KUL (Katholieke Universiteit Leuven), CCLM-UCL (Université catholique de Louvain), et MAR (Université de Liège).
Vous trouverez de plus amples informations dans cet article scientifique.
