Réf. Bigot & al. 2007

Référence bibliographique complète

BIGOT, S., ROME, S., PLANCHON, O., LEBEL, T. 2007. Variations climatiques et circulation atmosphérique européenne dans le massif du Vercors (1921-2006). Actes du XXème colloque de l’Association Internationale de Climatologie, Tunis, 111-116.

Résumé : L’étude proposée porte sur le massif du Vercors qui constitue une charnière géographique et un contact climatique entre les Préalpes du Sud, soumises aux influences du climat méditerranéen, et les Préalpes du Nord au climat plus humide et plus froid. La faiblesse du réseau stationnel régional empêche encore d’aboutir à des constats fiables sur le long terme et de dégager des diagnostics quasi séculaires pour cet espace de moyenne montagne. L’étude géostatistique des variations interannuelles de la pluviométrie et de la circulation atmosphérique peut alors s’appuyer à la fois sur une base de données en points de grille (HISTALP 1800-2003) et sur une classification subjective des circulations réalisée sur la période 1881-2005 à partir de données météorologiques synoptiques (classification dite de Hess et Brezowsky).L’étude conjointe de ces données indiquent que les variations de la circulation générale, notamment au travers de l’Oscillation Nord-Atlantique, se traduisent en partie par des contraintes bioclimatiques, essentiellement ombrothermiques, sur l’environnement du Vercors.

Mots-clés
Vercors ; Référentiel climatique ; Analyse quasi séculaire ; Types de circulation.

Organismes / Contact

• Institut de Géographie Alpine – 14 bis, Avenue Marie Reynoard, 38100 Grenoble, Email : sylvain.bigot@ujf-grenoble.fr
• Laboratoire LTHE (CNRS-IRD, UMR 5564), 1025, rue de la Piscine - Domaine Universitaire - 38400 Saint Martin d'Hères
• Laboratoire PACTE (CNRS, UMR 5194), 14 bis, Avenue Marie Reynoard, 38100 Grenoble.
• Laboratoire COSTEL (CNRS, UMR 6554), MRSS - Campus Villejean - Place Recteur Henri Le Moal - 35043 Rennes Cedex


(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)
(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)
(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)
(3) - Sous-type(s) d'aléa
Circulation atmosphéique, Précipitations (Végétation)    

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
France (départements de l’Isère et de la Drôme) Massif du Vercors 31 stations sur la zone d'étude (station de référence : Montélimar)   Stations de basse et moyenne altitude... Pluviométrie 1921-2006
ONA 1950-2003
Types de temps 1921-2004

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions
 
Observations

Circulation atmosphérique et contraintes climatiques régionales :
[...] À l’échelle des Alpes, l’Oscillation Nord-Atlantique (ONA) est un des facteurs prépondérants des variations climatiques régionales, un indice positif indiquant généralement une période de hautes pressions, en particulier pendant les périodes hivernales (Beniston, 2006). [...] Les phases positives de l’ONA (renforcement des flux d’ouest sur l’Europe) se traduisent généralement par une diminution anormale des précipitations dans les Alpes (également associée à une augmentation des températures). Ce constat n’est pas totalement valable à l’échelle du Vercors, et il demeure chronologiquement très instable. Un indice d’ONA élevé peut ainsi aussi bien correspondre à un écart pluviométrique positif dans le Vercors (1959-60) qu’à une très forte diminution des précipitations (1989-90). Il est par ailleurs difficile de dégager une relation généralisable ; la même observation est d’ailleurs faite à partir de l’étude stationnelle. Cela confirme les résultats qui concluent que le signal de l’ONA dans le massif alpin est faible, ou même absent, pour les stations de basses altitudes, alors qu’on le détecte de manière très significative pour les stations les plus élevées (>1500 m). Seules six stations sur les 31 étudiées dans le Vercors se situent à plus de 1000 m d’altitude. Pour cet espace préalpin, la variabilité ombrothermique interannuelle est certes dépendante du flux dominant imposé par la circulation générale, mais la topographie impose aussi une plus grande complexité, notamment à travers la nébulosité stratiforme plus ou moins persistante d’une saison et/ou d’une année à l’autre. [...]

A l’échelle annuelle, [l'analyse statistique du catalogue des trois principaux types de circulation atmosphérique (zonale, semi-méridienne et méridienne) de Gerstengarbe et Werner (2005)] montre [...] qu’au cours du 20ème siècle, les situations de blocages anticycloniques (plus de 1030 hPa pendant au moins 3 jours) ont été beaucoup moins fréquentes dans les années 1980 et 1990. La comparaison (grâce à des corrélations glissantes) avec le référentiel climatique stationnel (Montélimar) ou régional (HISTALP) suggère une liaison significative mais ponctuelle sur la période 1921-2004. Avec la série de Montélimar et dans un objectif d’étude bioclimatique, la même conclusion est faite à partir d’un indice de sécheresse de type De Martonne ou avec l’amplitude thermique moyenne annuelle. Mais les résultats à l’échelle de la région alpine ne sont pas toujours statistiquement significatifs (Moisselin et al., 2002). L’étude spécifique de la période estivale révèle par exemple les sécheresses de 1948, 1959, 1976 et 2003, associées au type ‘zonal’, type plus fréquent depuis les années 1980.

Modélisations
 
Hypothèses
 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)

Les résultats synthétiques présentés ici sont issus de recherches menées à l’échelle d’un espace préalpin français, le Vercors [...] [et reposent] soit sur l’examen de séries climatique brutes provenant de Météo France, soit sur des champs climatiques analysées, aussi bien pour la pluviométrie régionale que pour la classification des types de circulation atmosphérique en Europe. [...] Sur 220 stations (84 en Isère et 136 dans la Drôme) disponibles dans la base de données accessible de Météo France, seules 31 correspondent au critère de longueur temporelle retenu, c’est-à-dire disposant au moins de relevés disponibles depuis 1955. Cette sélection aboutit d’abord à une très forte anisotropie régionale, avec seulement 5 stations dans la Drôme, dont 2 (Montélimar et Montauban-sur-l’Ouvèze) qui ne se situent plus dans le Vercors. L’étude des métadonnées stationnelles fournies par Météo France révèle par ailleurs qu’en dehors du petit nombre de stations, seuls les cumuls pluviométriques ont souvent été mesurés, la disponibilité des paramètres ombrothermiques étant valable pour seulement 15 stations. [...]

Afin de compléter l’étude stationnelle ponctuelle [31 séries mensuelles pluviométriques et/ou thermiques retenues pour l’étude du Vercors], souvent sensible aux artefacts sériels, l’analyse de la variabilité pluviométrique régionale sur le long terme est possible grâce à une base de données homogénéisées en points de grille et validées à l’échelle d’une grande partie des Alpes européennes. Cette source de données spatialisées, appelée ‘HISTALP’ couvre la fenêtre géographique 4°E–19°E / 43°N–49°N, avec une résolution de 10 minutes (Efthymiadis et al., 2006). Fournissant des totaux mensuels sur la période 1800-2003, l’essentiel est constitué par 192 séries pluviométriques statistiquement homogènes, la résolution du réseau utilisé pour les interpolations s’améliorant très fortement sur la période 1971-1990 (moins de 5% de lacunes). Surtout utilisée pour des travaux de validation de sorties de modèle numériques régionaux, cette climatologie peut aussi venir conforter une analyse climatique régionale reposant sur quelques séries longues. Il ne faut cependant pas oublier que la distance interstationnelle moyenne reste élevée, estimée à environ 38 km (avec 192 stations) sur la période 1927-2003. Enfin, les espaces de montagnes (> 1500 mètres) sont très mal représentés dans HISTALP, avec seulement 4 stations représentatives de ces altitudes. [...] Si on lisse partiellement les particularismes locaux grâce à un indice pluviométrique régional tel que celui calculé avec HISTALP, il est possible d’étudier certains facteurs de la variabilité climatique interannuelle à méso-échelle. [...]

Pour affiner l’étude des variations saisonnières et interannuelles de la circulation atmosphérique européenne et nord-atlantique, il est possible de s’appuyer sur une classification subjective réalisée sur la période 1881-2005 à partir de données météorologiques synoptiques (classification dite de Hess et Brezowsky) qui identifie trois groupes de circulations (zonale, semi-méridienne et méridienne), divisés ensuite en 10 principaux types et 29 sous-types (Hess et Brezowsky, 1952 ; Gerstengarbe et Werner, 2005). Chacun des sous-types persiste au moins 3 jours. Ce catalogue est peu influencé par les biais et tendances d’origine instrumentale, même si les techniques d’analyse synoptique ont fortement évoluée après le milieu du 20ème siècle.


(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions
 
Observations

Un grand nombre d'observations environnementales suggèrent que les variations climatiques récentes ont déjà affecté les systèmes écologiques naturels, avec pour conséquences visibles des déplacements d’aire de distribution et des modifications des processus de mortalité (Walther et al., 2002 ; Parmesan, 2006). Ainsi, les forêts et prairies de montagne sont considérées comme des espaces particulièrement sensibles aux éventuels changements climatiques futurs. [...] Dans les Alpes, une augmentation des températures estivales de plusieurs degrés Celcius et une baisse de 20% des précipitations peuvent raisonnablement être envisagées pour la fin du 21ème siècle (Beniston, 2006). Mais l’incertitude sur ces prédictions est très grande et l’impact sur la dynamique et le fonctionnement des écosystèmes alpins reste encore mal compris. Ces lacunes s’expliquent par la méconnaissance des réponses spécifiques (recrue, croissance, survie, compétition, reproduction, transgression, …) à l'effet combiné des principaux paramètres bioclimatiques et des interactions biotiques. La difficulté provient surtout de l’absence de définition précise des tendances bioclimatiques régionales à long terme, c’est-à-dire quasi séculaire, afin d’en déduire des tendances significatives et utiles en modélisation écologique.

Circulation atmosphérique et contraintes climatiques régionales :
[...] À l’échelle des Alpes, l’Oscillation Nord-Atlantique (ONA) est un des facteurs prépondérants des variations climatiques régionales, un indice positif indiquant généralement une période de hautes pressions, en particulier pendant les périodes hivernales (Beniston, 2006). Cette variation climatique majeure a aussi des conséquences écologiques immédiates (foliation, fleuraison, phénologie), 71% des plantes enregistrant son signal (Walther et al., 2002). [...]

Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 

 


(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
 
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité des paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
 
 

(4) - Remarques générales

Le choix d’un référentiel climatique régional à l’échelle quasi-séculaire :
L’étude climatique régionale (départements de l’Isère et de la Drôme) cherche à s’appuyer sur le plus grand nombre de stations et sur la plus longue période contemporaine. Mais l’impression de couverture spatiale cohérente observée à la lecture de la carte de l’ensemble des postes existants théoriquement dans les Alpes européennes (soit le meilleur réseau climatique stationnel installé en zone de montagne à l’échelle mondiale) cache en fait de très grandes disparités spatio-temporelles, tant au niveau des lacunes chronologiques que de la qualité très variable des séries. Les référentiels très longs ne sont pas toujours accessibles et, lorsqu’ils peuvent être déterminés, il faut encore clairement identifier les ruptures statistiques qui correspondent soit à des artefacts, soit à des évolutions climatiques et bioclimatiques reconnues. L’acquisition et la connaissance fine des métadonnées pour établir la qualité des données et, éventuellement leur correction, sont donc privilégiées en amont de toute analyse et diagnostics environnementaux.


(5) - Syntèses et préconisations

Conclusion:
Ces quelques éléments de réflexion montrent qu’il est difficile d’envisager une étude climatique sur le long terme à l’échelle du Vercors en se basant sur des stations validées. Seule la station de Montélimar, périphérique au massif préalpin, le permet à partir de 1921. Le recours à des champs homogénéisés (par exemple HISTALP ou le catalogue des circulations de Hess et Brezowsky) améliore la situation, mais sans pouvoir tenir compte des influences topographiques. Les variations climatiques majeures, par exemple l’Oscillation Nord-Atlantique et les changements interannuels de circulations atmosphériques demeurent aussi des facteurs prépondérants pour comprendre certaines contraintes bioclimatiques régionales.

Références citées :

Beniston M., 2006 : Mountain weather and climate: a general overview and a focus on climatic change in the Alps. Hydrobiologia, 562, 3-16.

Efthymiadis D., Jones P.D., Briffa K. R., Auer I., Böhm R., Schöner W., Frei C. et Schmidli J., 2006 : Construction of a 10-min-gridded precipitation data set for the Greater Alpine Region for 1800–2003. Journal of Geophysical Research, 111, noD1, D01105.1-D01105.22.

Gerstengarbe F.-W. et Werner P. C., 2005 : Katalog der grosswetterlagen Europas (1881-2004). PIK Report N° 100, 153 pages.

Hess P. et Brezowsky H., 1952 : Katalog der Großwetterlagen Europas. Ber. Dt. Wetterd. in der US-Zone 33, vol. 6.

Moisselin J.-M., Schneider M., Canellas C. et Mestre O., 2002 : Les changements climatiques en France au XXème siècle - Étude des longues séries homogénéisées de données de température et de précipitations. La Météorologie, 38, 45-56.

Parmesan C., 2006 : Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst., 37, 637-669.

Walther G.-R., Peter Convey E. P., Menzel A., Parmesan C., Beebee T. J. C., Fromentin J.-M., Hoegh-Guldberg O. et Bairlein F., 2002. Ecological responses to recent climate change. Nature, 416, 389-395.