Publication de la nouvelle génération de données CORDEX-CMIP6 : vers une représentation plus fine des impacts du changement climatique à l’échelle régionale.
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8 ans après la sortie de la première génération, les nouveaux jeux de données climatiques régionales à haute résolution CORDEX sont en cours de publication sur des portails de données ouverts. Un des objectifs de ce programme international de modélisation régionale du climat est de mieux informer les décisions d’adaptation à l’échelle locale. Le Centre national de recherches météorologiques (CNRM), qui représente la principale contribution française au programme CORDEX, vient de publier sur l’ESGF sa dernière génération de projections climatiques. Pour Samuel Somot, chercheur au CNRM, responsable du projet LOCALISING de TRACCS et membre actif de la communauté CORDEX, ce nouveau jeu de données aligné sur les scénarios de CMIP6 représente une ressource clé pour les services climatiques et les études d’impacts sur le changement climatique. Entretien.
Qu’est-ce que le programme CORDEX ?
Samuel Somot : CORDEX est un programme international de modélisation climatique régionale établi en 2009 visant à coordonner la communauté de recherche travaillant sur les méthodes de modélisation régionale du climat dynamique et statistique. A la différence des exercices globaux de projections climatiques comme CMIP qui consistent à couvrir l’ensemble de la planète, CORDEX concentre ses efforts sur des zones géographiques définies, afin de mieux représenter les traits de côtes, les îles, les villes ou encore les surfaces exploitées grâce à des modèles à plus fine échelle. CORDEX poursuit quatre objectifs : améliorer les méthodes et les outils de modélisation régionale, améliorer la compréhension des climats régionaux, mettre à disposition des données issues de ses exercices de projections coordonnées, et enfin améliorer la coordination entre les chercheurs du climat et les acteurs des services climatiques, ainsi que tous les utilisateurs des jeux de données. CORDEX étudie 15 domaines géographiques couvrant toutes les zones continentales du globe. Les chantiers EURO-CORDEX et Med-CORDEX portent plus particulièrement sur le climat de la région euro-méditerranéenne et donc de la France hexagonale et Corse.
Comment sont produits les jeux de données CORDEX et quelles sont leurs retombées ?
Samuel Somot : les jeux de données CORDEX sont des fichiers contenant des variables climatiques à haute résolution. Pour chaque nouvelle génération, ces jeux sont validés par la communauté internationale participant à ce programme et sont ensuite publiées en accès libre au niveau mondial (et notamment sur l’ESFG – Earth System Federation Grid). Le tout premier jeu coordonné par la communauté CORDEX a été publié en 2013. En Europe, ces jeux de données, issues d’EURO-CORDEX, alimentent une grande partie des services climatiques nationaux. Ces projections servent également de base à de nombreux rapports nationaux sur les changements climatiques attendus qui permettent de guider les décisions sur l’adaptation. En France, c’est le cas pour le Rapport Jouzel, le Plan national d’adaptation au changement climatique (PNACC) ou encore la Trajectoire de réchauffement de référence pour l’adaptation au changement climatique (TRACC) qui sert de cadre réglementaire référentiel sur lequel tous les acteurs – État, collectivités, entreprises – doivent aligner leurs stratégies. Ces jeux de données sont également des outils précieux pour tous les producteurs et les utilisateurs de services climatiques, comme les PME et les secteurs économiques qui s’en saisissent, des assurances en passant par l’énergie ou l’agriculture.
Pourquoi ce nouveau jeu de données CORDEX-CMIP6 est-il un événement important ?
Samuel Somot : la première génération de données CORDEX commence à dater du fait des avancées scientifiques en matière de compréhension du climat régionale et de sa traduction dans les outils de modélisation. Actuellement, à ma connaissance, tous les services climatiques nationaux européens, hormis le Royaume-Uni, se basent sur ce premier jeu de données de modélisation régionale pour se projeter dans le climat futur. Or, en Europe, ces modèles issus de la première génération pourraient notamment sous-estimer le réchauffement du climat en été. La recherche a en effet démontré ces dernières années que le réchauffement escompté dans les modèles régionaux de climat est nettement plus bas comparé aux projections des modèles globaux. Une des raisons à cela a été identifiée, c’est que les aérosols en Europe sont de moins en moins présents du fait de la désindustrialisation et de l’amélioration de la qualité de l’air. Or les aérosols ont la capacité à bloquer le soleil. La baisse de leur concentration dans l’atmosphère favorise le réchauffement, d’autant plus en été et cela est vrai dans le passé, mais aussi dans le futur au vu des tendances envisagées dans les scénarios à l’échelle du continent européen. Cette tendance dans la couverture en aérosols avait été mal prise en compte dans la première génération des modèles CORDEX. Ce défaut a été bien identifié dans la littérature scientifique récente et les différents groupes de modélisation de CORDEX ont pris en compte l’évolution des connaissances pour corriger les modèles régionaux. Ce nouveau jeu de données bénéficie également des dix ans de développement passés en matière de modélisation régionale, ayant amené à une meilleure représentation des événements extrêmes et des phénomènes climatiques (vagues de chaleur, précipitions extrêmes, sécheresses, inondations, vents, tempête, etc.…) à l’échelle locale pouvant amener à une amélioration de l’estimation des impacts sectoriels (agriculture, énergie, risques naturels). Il a aussi l’avantage d’une puissance de calcul augmentée, ce qui permet de renforcer la phase de calibration des modèles, la comparaison avec les observations, de réaliser l’ensemble des projections plus rapidement, ainsi qu’un ensemble couvrant mieux les incertitudes. La communauté CORDEX a également passé du temps à mieux préparer l’ensemble de simulations en dédiant des efforts importants à l’étape de sélection des modèles globaux forceurs spécifiques à chaque région et au design de la matrice GCM-RCM. Enfin, cette nouvelle génération de modèles CORDEX s’appuie également sur les améliorations intervenues dans la définition des scénarios (passage des RCPs au SSPs) et de la nouvelle génération des modèles globaux de climat (passage de CMIP5 à CMIP6). Si on additionne l’ensemble de ces améliorations, on peut considérer que le nouveau jeu de données CORDEX-CMIP6 représente un saut qualitatif et quantitatif en termes de représentation accrue du climat à échelle fine et des scénarios plus précis pour les années et décennies à venir avec une projection jusqu’en 2100. Ces nouvelles projections devraient apporter une plus-value importante en matière de décisions à l’échelle locale pour s’adapter aux effets du changement climatique, par exemple en matière de loisir, on pourra réfléchir à l’opportunité de déplacer dans l’année une manifestation sportive ou un festival en raison des fortes probabilités de vagues de chaleur dans notre nouveau climat. Cette nouvelle génération de données nous permettra aussi d’anticiper à l’échelle locale la probabilité de revivre d’ici 2030 ou 2040 un été comme celui que nous avons connu en 2026.
Quelles sont les limites et les zones géographiques couvertes par ce nouveau jeu de données CORDEX ?
Samuel Somot : ces nouvelles données CORDEX produites par l’équipe française du CNRM et mises à disposition sur l’ESGF-Nouvelle Génération grâce aux efforts coordonnés du CNRM et de l’équipe ESPRI de l’IPSL ne représentent qu’une des pièces du puzzle. Les différents groupes de modélisation de la communauté CORDEX auront publié leurs données d’ici 2027. A ce stade il est important de rappeler qu’un modèle unique ou une simulation ne constitue pas la réalité du climat à venir. C’est l’ensemble des simulations et la manière de les utiliser en tenant compte des besoins qui permet de passer de la donnée à une information fiable. La communauté conseille toujours d’utiliser des ensembles de simulations couvrant les incertitudes connues. Par ailleurs, il faut garder en tête que ces simulations ne sont pas des prévisions mais des scénarios dépendant des forçages externes utilisés et donc en particulier de la trajectoire des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Enfin, les données produites avec les modèles régionaux du CNRM, basés sur des configurations variées d’ALADIN, couvrent certains domaines géographiques d’intérêt pour la France métropolitaines et ses territoires d’Outre-mer : la Méditerranée (MED), l’Europe (EUR), Amérique Centrale (CAM) incluant l’Atlantique tropical et une partie de l’Afrique, Australasie (AUS) incluant une partie du Pacifique. Les variables atmosphériques, surfaces et aérosols ont été publiées pour les fréquences mensuelles, quotidiennes et horaires. Les variables océaniques et rivières suivront.
Quelles sont les implications de ces nouvelles simulations pour le programme de recherche TRACCS ?
Samuel Somot : c’est une phase importante pour le programme qui va pouvoir se saisir et prendre en main ce nouveau jeu de données produit par la communauté CORDEX, à travers ses différents projets. Plusieurs projets ciblés de TRACCS sont en effet directement concernés. C’est le cas des équipes du PC2 INVEST qui œuvrent à la mise à disposition et à la diffusion des données climatiques sur les trois plateformes que sont DRIAS, ESPRI et Climate4Impact. Le PC3 DEMOCLIMA qui vise à développer des prototypes de services climatiques va également se saisir de ces jeux de données, en particulier pour son démonstrateur de services climatiques destiné aux infrastructures de transport en France métropolitaine et très probablement par tous les démonstrateurs climatiques de TRACCS à venir. Ces nouvelles données CORDEX vont également servir au calcul des durées des événements extrêmes climatiques dans le cadre du PC4 EXTENDING qui a pour vocation de modéliser et d’étudier ces extrêmes. Enfin le PC10 LOCALISING que je pilote et qui a pour objectif de définir et d’explorer la meilleure façon de fournir des informations climatiques locales, précises et fiables, en soutien aux stratégies d’adaptation, va pouvoir s’appuyer sur ces nouvelles données comme une référence pour comparer avec ses modèles climatiques kilométriques à base physique mais aussi, comme une nouvelle base d’apprentissage pour entraîner ses émulateurs de modèles régionaux de climat à base d’IA.
Quelle est la contribution de la recherche française au programme CORDEX ?
Samuel Somot : en France, plusieurs équipes de recherche contribuent au programme CORDEX et sont coordonnées au sein de l’infrastructure de recherche CLIMERI. En revanche, seule l’équipe de modélisation régionale du climat du CNRM regroupant 18 chercheur.e.s, ingénieur.e.s et étudiant.e.s participe désormais à CORDEX en délivrant des données publiques. C’est un énorme effort humain et technique pour l’équipe de contribuer à ce programme international sans financement dédié. Je tiens à remercier tous ceux et celles ayant contribué à ces simulations et à leur mise en ligne, en particulier aux équipes techniques du CNRM, au centre de calcul de Météo-France et à ESPRI à l’IPSL. CORDEX fonctionne très bien, particulièrement en Europe, c’est une communauté extrêmement précieuse en termes de réseau et de savoir-faire, parfois sous-identifiée, mais son équilibre reste néanmoins fragile. Il faut actuellement environ quatre années de travail pour développer une nouvelle génération de modèles (retour d’expérience, planification et priorisation des développements, recrutement, phase de développement et évaluation des améliorations) et une année pour « faire tourner » le modèle et produire de la donnée. L’intelligence artificielle va sans doute permettre d’accélérer ce temps dans les prochaines années de différentes manières. Mais les modèles à base d’IA sont encore « dans l’enfance », ils et ne savent pas encore reproduire tout ce que font les modèles à base physique et resteront toujours assez limités pour aider à la compréhension du système, mais ils ont un gros potentiel à l’avenir. L’équipe du CNRM et le PC10 LOCALISING de TRACCS ont d’ailleurs déjà adopté une stratégie hybride combinant le développement des modèles à base physique avec l’amélioration des modèles à base IA et la combinaison des deux approches.
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