Projet CHIMERE 21. CHIers - Meuse : Evolution du RégimE hydrologique au 21e siècle - Archive ouverte HAL Access content directly
Reports Year : 2021

Projet CHIMERE 21. CHIers - Meuse : Evolution du RégimE hydrologique au 21e siècle

Abstract

The goal of this project was to evaluate the impact of future climate change on streamflows of the French part of the Meuse basin, by using climate simulations recently produced within the fifth Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) report. A multi-model approach (using four hydrological models and an ensemble of parameters) was set up and used jointly with an ensemble of climate projections coming from five different climate models, which were downscaled and unbiased with a method developed in France. The impact of climate change was quantified through the calculation of diverse indicators relative to the hydrological regime, floods and low flows. A particular attention was given to the quantification of uncertainties associated with the modelling chain. The analysis of climate projections indicates a warmer future, especially when we consider the far future and a future with high levels of greenhouse gaz emissions (RCP 8.5 scenario). The signal is less homogeneous for precipitation. Precipitation seem to increase in the future at the annual scale. The seasonal pattern is different: while winters tend to become wetter, summer show an uncertain trend, as some projections indicate drier futures and others indicate wetter futures. Compared to a former French study, Explore 2070, these projections indicate a warmer and wetter future. Even if the more recent DRIAS-20202 projections could not be used for the CHIMERE 21 project, we performed a comparison that showed that CHIMERE 21 and DRIAS-2020 projections are consistent and both indicate a warmer and wetter future than Explore 2070. The analysis of future streamflows indicate a likely increase of streamflows during winters as well as a low evolution of streamflows during summers, even if some scenarios indicate a possible decrease of streamflows during this period. However, spatial differences were noted over the Meuse catchment, as the increase of floods was perceived as more intense on its downstream part and the decrease of low flows was perceived as more intense for its upstream part. Compared to Explore 2070, these results are therefore less pessimistic regarding the evolution of low flows and mean flows, but more pessimistic regarding the evolution of floods. Indeed, Explore 2070 lead to the projections of large decrease of summer and median streamflows and to an uncertain evolution of floods. This difference mainly relies on the use of new climate projections for CHIMERE 21, as they now rather indicate an increase of precipitation, conversely to Explore 2070. Therefore, within the CHIMERE 21 project, we could benefit from more recent climate projections, relying on improved models, which are consistent with a larger dataset named DRIAS-2020. The present report aims at presenting the methods and main results of the CHIMERE 21 project. Two specific reports, one linked to the naturalisation of observed streamflows, the other one to low-flow forecasting with meteorological drought indicators, were produced in the frame of this project. Last, synthetic sheets presenting the evolution of climate and streamflows were produced for the different sub-catchments of the Meuse basin that were modelled during this project.
Ce projet avait pour objectif de réaliser une évaluation des impacts futurs des changements climatiques sur les débits de la partie française de la Meuse, en utilisant les dernières simulations climatiques disponibles produites dans le cadre du cinquième rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Une approche multi-modèle (exploitant quatre modèles hydrologiques et un ensemble de paramètres) a été mise en place et utilisée avec un ensemble de projections issues de cinq couples de modèles climatiques, désagrégées et débiaisées par une méthode développée en France. Les impacts du changement climatique ont été quantifiés sur la base de divers indicateurs relatifs au régime hydrologique, aux crues et aux étiages. Une attention particulière a été donnée à la quantification des incertitudes associées à la chaîne de modélisation. L’analyse des projections climatiques indique un futur plus chaud, et ce d’autant plus qu’on se situe dans un futur lointain et comportant plus d’émissions de gaz à effet de serre (scénario RCP 8.5). En ce qui concerne les précipitations, le signal est moins homogène. On se dirige vers un futur plus humide à l’échelle annuelle. La déclinaison à l’échelle saisonnière est différente : on peut constater une tendance à des hivers plus humides mais la tendance sur les étés est plus incertaine, certaines projections indiquant des étés plus secs et d’autres indiquant des étés plus umides. Comparé à un projet plus ancien, Explore 2070, ces projections indiquent un futur plus chaud, mais aussi plus humide. Même si les projections plus récentes DRIAS-20201 n’ont pas pu être utilisées dans ce projet, une comparaison réalisée dans le cadre de CHIMERE 21 a montré que les projections CHIMERE 21 et DRIAS- 2020 étaient cohérentes, et indiquaient un futur plus chaud et plus humide que celui d’Explore 2070. L’analyse des débits futurs indique une probable augmentation des débits lors de la période hivernale ainsi qu’une évolution peu marquée des débits d’étiage l’été, même si certaines projections indiquent une baisse possible des débits durant cette période. On observe cependant des différences spatiales sur le bassin de la Meuse, l’augmentation des débits de crue étant notable en particulier en aval du bassin, et la diminution des débits d’étiage étant plus marquée notamment en amont. Comparés à Explore 2070, ces résultats sont donc moins pessimistes concernant l’évolution des étiages et des débits moyens, mais plus pessimistes concernant l’évolution des crues. En effet, Explore 2070 avait montré sur la Meuse une forte pression sur les débits d’étiage et sur les débits moyens, qui étaient en baisse, ainsi qu’une évolution incertaine des débits de crue. Cette différence repose en majeure partie sur les nouvelles projections climatiques utilisées dans ce projet, qui indiquent désormais plutôt une augmentation des précipitations, au contraire d’Explore 2070. Ainsi, dans CHIMERE 21, nous avons pu bénéficier de projections climatiques plus récentes, reposant sur des modèles améliorés, cohérente avec l’ensemble plus large de projections appelé DRIAS-2020. Ce rapport a pour objet de présenter les méthodes et les résultats principaux du projet CHIMERE 21. Deux rapports spécifiques, l’un lié à la naturalisation des débits observés et l’autre à la mise en place de prévisions de sécheresse hydrologique grâce à des indicateurs de sécheresse météorologique, ont aussi été produits. Enfin, des fiches synthétiques d’évolution du climat et des débits ont été produites pour les différentes sous-bassins de la Meuse modélisées dans ce projet.
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Note_de_synthese_CHIMERE21.pdf (4.7 Mo) Télécharger le fichier
Origin : Files produced by the author(s)

Dates and versions

hal-03206168 , version 1 (22-06-2021)

Identifiers

  • HAL Id : hal-03206168 , version 1

Cite

Guillaume Thirel, Lila Collet, Fabienne Rousset, Olivier Delaigue, Didier François, et al.. Projet CHIMERE 21. CHIers - Meuse : Evolution du RégimE hydrologique au 21e siècle. [0] 17C08004, INRAE UR HYCAR; Météo-France; EDF-DTG; Université de Lorraine (Metz); INRAE UR-Riverly; Dreal Grand-Est. 2021, pp.152. ⟨hal-03206168⟩
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