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Contenu du sommaire : Approches spatiales multiscalaires en climatologie.

Revue Bulletin de l'Association de Géographes Français Mir@bel
Numéro no 2010/2
Titre du numéro Approches spatiales multiscalaires en climatologie.
Texte intégral en ligne Accessible sur l'internet
  • Approches spatiales multiscalaires en climatologie (Multiscale spatial perspectives in climatology) - Pierre Camberlin, Yves Richard p. 163-164 accès libre
  • Surcotes marines dans le Golfe du Lion et forçages atmosphériques : variabilité contemporaine et future (1950-2100) (Sea surges in the Gulf of Lion and atmospheric forcing : contemporary and future variability) - Albin Ullmann, Vincent Moron p. 165-177 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    Les surcotes marines dans le Golfe du Lion se produisent principalement lorsque des forts vents d'afflux de secteur sud à sud-est soufflent à l'échelle du Golfe du Lion. Cette circulation atmosphérique régionale est associée à la présence d'un fort gradient barométrique zonal sur la Méditerranée occidentale entre un centre dépressionnaire au niveau du Golfe de Gascogne et des hautes pressions sur l'Europe Centrale. Cette géographie barométrique est généralement associée au type de circulation «Greenland Above » . Dans la deuxième moitié du 20ème siècle, la lente hausse de la pression de surface sur l'Europe Centrale a augmenté le risque de fortes surcotes dans le Golfe du Lion durant les jours de «Greenland Above » . Un modèle de régression linéaire permet de simuler de façon robuste la variabilité interannuelle de la hauteur des surcotes dans le Golfe du Lion à partir de la pression atmosphérique de surface autour du Golfe de Gascogne comme prédicteur. Ce modèle statistique permet de montrer que la hauteur des fortes surcotes dans le Golfe du Lion pourrait rester stationnaire au 21ème siècle pour le scénario SRES A1b.
    Sea surges in the Gulf of Lion are mainly forced by southerly and southeasterly winds. This regional-scale atmospheric circulation is associated to a strong zonal gradient between low pressure system over the Bay of Biscay and high pressures over central Europe. This synoptic-scale circulation mostly happens during “ Greenland Above” weather regime. In the second half of the 20th century, a slow increase of the sea-level pressure over central Europe has increased the probability of experiencing “ Greenland Above” weather types associated with a southerly atmospheric circulation in the Gulf of Lion, thus leading to strong surges. A linear regression model is used to simulate the interannual variability of highest surges in the Gulf of Lion with atmospheric pressure over the Bay of Biscay as a predictor. Results suggest that over the 21st century, highest surges in the Gulf of Lion could stay stationary in A1b climate change scenario.
  • Analyse prospective des débits mensuels d'étiage de la Meuse française à l'aide d'un modèle hydrologique : sensibilité aux méthodes de descente d'échelle spatiale et aux scénarios d'émission (Prospective analysis of monthly low streamflows of France's Meuse river : methods of spatial downscaling and emission scenarii) - Fabien Commeaux, Gilles Drogue, Didier Francois p. 178-193 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet transnational AMICE (Adaptation of the Meuse to the Impacts of Climate Evolution). Son objectif est de montrer la sensibilité de la réponse hydrologique en basses eaux d'une grosse rivière (la Meuse française) à la méthode de descente d'échelle spatiale ou temporelle appliquée aux simulations d'un modèle climatique. Dans cette optique, deux méthodes de descente d'échelle ont été appliquées aux simulations du modèle climatique à résolution variable ARPEGE-Climat forcé par trois scénarios d'émission de gaz à effet de serre (GES) du GIEC (Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) : la méthode statistico-dynamique Boé08 (forcée B1, A1B et A2) et la méthode des anomalies (forcée A2). Les 4 scénarios climatiques désagrégés ainsi obtenus ont ensuite été utilisés comme intrants d'un modèle hydrologique conceptuel global sur la période 1971-2100. Pour la fin du 21e siècle, les résultats font apparaître une forte baisse des précipitations de l'ordre de 10% à 35% selon la saison, associée à une élévation généralisée de la température de l'air (+ 3° C). Les débits mensuels d'étiage simulés par le modèle pluie-débit sont peu sensibles à la méthode de descente d'échelle des simulations climatiques. Ils sont en revanche très dépendants du scénario d'émission. En réponse aux changements climatiques, la prospective hydrologique conduit logiquement à une baisse préoccupante des débits fréquentiels d'étiages, de l'ordre de -45% par rapport à leur valeur actuelle.
    This study has been conducted in the framework of the European AMICE (Adaptation of the Meuse to the Impacts of Climate Evolution) project. The main objective of this study is to show the sensitivity of the hydrological response of the French Meuse river to the methods used to downscale the outputs of a Limited-Area climate Model. To achieve this goal, two methods of climate scenario generation (a statistico-dynamical one and the delta change approach) have been applied to the simulations of the ARPEGE climate model forced with 3 greenhouse gases emission scenarios. The latter were further used as inputs to a rainfall-runoff model calibrated on the 1971-2000 period. Results show a decrease of seasonal precipitation (-10 % to -35 %) and an increase of air temperature of + 3° C on average, over the study area. In response to this climate forcing, low flow values for 2, 5, and 10 return periods will be halve of their present amounts.
  • Désagrégation numérique de précipitations en Afrique australe et dynamique atmosphérique associée (Numerical disaggregation of precipitations in Southern Africa and associated atmospheric dynamics) - Julien Crétat, Benjamin Pohl, Philippe Drobinski, Yves Richard p. 194-206 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    Cette étude examine les capacités du modèle Advanced Weather Research Forecast (WRF) à simuler les champs saisonniers de précipitations et la dynamique atmosphérique associée en Afrique australe pendant le coeur de la saison des pluies d''été sud-africaines, de décembre 1993 à février 1994. Sa sensibilité à la paramétrisation physique est aussi analysée en termes de quantités précipitées et de types de pluie. WRF simule convenablement les principales structures pluviométriques saisonnières, notamment les Zones de Convergence Inter-Tropicale et Sud Indienne, bien que les pluies y soient surestimées, et le gradient ouest-est observé de la région tropicale en Afrique du Sud. Les régions où le modèle simule le plus de pluies, en particulier sur les reliefs, sont celles où la convergence d''humidité et la vitesse verticale moyenne couche tendent à être les plus fortes. Les quantités précipitées et le type de convection sont davantage dépendants de la paramétrisation de la convection que de celles de la couche limite et de la microphysique. Parmi les tests effectués, le schéma de convection Grell s''avère être le plus performant, simulant à la fois des quantités précipitées relativement comparables aux observations en Afrique du Sud et des systèmes pluviogènes convectifs cohérents avec la saison simulée.
    This paper evaluates the ability of the Advanced Weather Research Forecast (WRF) model to simulate rainfall and associated dynamical fields over Southern Africa during the core of the austral summer rainy season, from December 1993 to February 1994. The sensitivity to physical parameterizations is also described in terms of rainfall amounts and processes. WRF accurately simulates the main rainfall patterns, particularly the Inter-Tropical and South Indian Convergence Zones (though rainfall amounts are overestimated), and the west-to-east rainfall gradient observed over tropical South Africa. The wettest regions, especially mountainous areas, are those tending to display the strongest moisture convergence and vertical motion in the mid-troposphere. Rainfall amounts and processes are more dependent of convective schemes than planetary boundary layer and microphysics. The Grell convective scheme appears to be the most efficient, simulating rainfall amounts relatively close to rain-gauge records, and convective processes in agreement with the simulated season.
  • Approche multi-scalaire du démarrage de la saison des pluies au Sahel central et occidental : cohérence spatiale et prévisibilité (Multiscalar approach of the onset of rainy season in central and western Sahel : spatial coherence and predictability) - Romain Marteau, Nathalie Philippon, Bernard Fontaine, Vincent Moron p. 207-220 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    La cohérence spatiale du démarrage des pluies de mousson (juillet-septembre) au Sahel occidental et central a été analysée à partir d'un réseau de 136 stations de 1950 à 2000. La date de démarrage de la saison des pluies a été appréhendée selon trois échelles imbriquées : (i) l'échelle régionale du «saut de mousson », c'est-à-dire la migration brustale (le mot anglais est un faux-ami) de la zone de convergence inter-tropicale des latitudes guinéennes vers la bande soudano-sahélienne, (ii) la méso-échelle, c'est-à-dire la première occurrence du principal système pluviogène à l'origine de la grande majorité des pluies à savoir les «lignes de grains » et (iii) l'échelle locale des premières précipitations significatives (~ 20 mm) relevées dans un pluviomètre. La date de démarrage de la saison des pluies définie selon les définitions locale et méso-échelle présente une faible cohérence spatiale à l'échelle interannuelle. Le démarrage de la saison des pluies n'affecte donc pas simultanément un espace très vaste et ses variations interannuelles ne sont pas en phase entre des stations géographiquement proches. Ainsi, une faible cohérence spatiale des anomalies interannuelles suggère que la prévisibilité saisonnière du démarrage de la mousson au Sahel, issue de forçages océaniques d'échelle planétaire, zonale et/ ou régionale, est relativement faible.
    The spatial coherence of boreal monsoon onset (July-September) over the western and central Sahel is studied through the analysis of daily rainfall records for 136 rain-gauges from 1950-2000. Onset of the rainy season has been defined using 3 definitions which rely on 3 overlapping spatial scales : (i) the regional scale, i. e. the northward ITCZ jump from Guinean to Soudano-Sahelian latitudes, (ii) the meso-scale related with the first occurrence of the main rainfall-generating phenomenon, that is squall line and (iii) the local-scale of the first rainfall recorded at the rain-gauge. Local and meso-scale onsets show a weak degree of instantaneous and interannual spatial coherence, meaning that onset is almost never simultaneously recorded across a regional network but also that its interannual variability is not in-phase across such areas. In consequence, the seasonal predictability of the monsoon onset coming from planetary and zonal sea surface temperature variations is, at best, weak.
  • Étude de la répartition spatiale des concentrations polliniques de cinq taxa arboréens à l'échelle du territoire français à travers une approche statistique multivariée (A study of the spatial distribution of pollen concentrations of five tree taxa at the scale of the French territory through a multivariatestatistical approach.) - Étienne Cassagne p. 221-233 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    L'objectif de cet article est de déterminer une géographie du risque d'exposition allergique à cinq genres anémogames, en 2006 et 2007, dont la pollinisation est abondante hors pourtour méditerranéen : le frêne, le bouleau, le chêne, le pin et le châtaignier. Une Analyse Factorielle des Correspondances (AFC) est employée afin de définir des indices de risque à partir des points-observations de chaque facteur étudié. Cette méthode met en avant, comme résultat majeur, un gradient pollinique des concentrations en pollen de bouleau, de chêne et de frêne, en 2006 et 2007. A l'échelle d'une région homogène au niveau de la signature pollinique, en l'occurrence onze stations de la moitié Nord du territoire, nous avons pu mettre en évidence une relation entre la température de l'air et la pollinisation du frêne.
    The aim of this article was to establish geography of the allergic risk exposure to five anemophilous genuses, in 2006 and 2007, which pollination is plentiful outside of the Mediterranean realm : ash, birch, oak, pine and chestnut tree. A Correspondence Analysis (CA) is used in order to define risk index with observation values from each studied factor. This method put, as main result, a pollen gradient forward of concentrations of birch, oak and ash, in 2006 and 2007. On the scale of a homogeneous pollen area, namely eleven stations in the northern part of the territory, we were able to demonstrate a relationship between air temperature and the pollination of ash.
  • Types de circulation atlantico-européens et régimes de temps pluvieux en Méditerranée (Types of Atlantico-European circulation and rainy weatherpatterns in the Mediterranean) - Caroline Norrant, Annick Douguédroit p. 234-244 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    La diminution significative des pluies (1950-2000) ne concerne que certaines des 6 sous-régions pluviométriques du Bassin méditerranéen. Elle est associée à des variations des régimes de temps à échelle subrégionale issues de la modulation, dans le Bassin méditerranéen, des types de circulation atmosphérique à petite échelle (dans ce cas sur l'Atlantique Nord et l'Europe) par les facteurs géographiques. Deux exemples sont traités ici, le cas de la Grèce en janvier et de l''Ibérie méditerranéenne en octobre.
    The significant precipitation decrease (1950-2000) only concerns some of the 6 rainfall sub-regions of the Mediterranean Basin. It is linked with weather regime variations at the sub-regional scale due to the influence of geographical factors on large scale atmospheric circulation, here over the North Atlantic and Europe. Two examples are analysed, namely the cases of Greece during January and of the Mediterranean Iberia during October.
  • La répartition spatiale des précipitations à différentes échelles dans le Nord-Est français : observations et cartographie (The spatial distribution of rainfall at different scales in Northeastern France : observations and mapping) - Nicolas Jeannée, Jocelyne Adzijian-Gérard, Gilles Drogue, Didier Francois p. 245-260 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    À la faveur d'un effort important de collecte et de validation de données pluviométriques quotidiennes et mensuelles à l'échelle régionale et locale dans le Nord-Est français, on rappelle comment s'exprime l'hétérogénéité spatiale du flux de précipitations et quels sont les facteurs géographiques ou atmosphériques susceptibles de l'expliquer aux différents niveaux scalaires. Une méthode d'interpolation spatiale permettant de prendre en compte une information géographique exogène dans la spatialisation à méso-échelle du flux de précipitations est ensuite appliquée à un épisode pluvieux et venteux. Une tentative de prise en compte de la micro-variabilité spatiale dans la cartographie du flux de précipitations est également présentée dans le but de produire une représentation multiscalaire du phénomène géographique étudié.
    A collection of local and regional point daily and monthly rainfall data series is used to illustrate the anisotropy affecting meteorological rainfall totals in North-Eastern France. Their relationship with geographical or atmospherical factors likely to explain their spatial patterns at different spatial scales is also presented. A method of spatial interpolation incorporating an auxiliary geographical information at meso-scale is then applied to a strong windy rainfall event. An attempt to account for the micro-scale variability into the procedure of meteorological rainfall estimation is finally performed.
  • Agrégation des données de températures en Bourgogne : sensibilité aux échelles de temps (Aggregation of temperature data in Burgundy: sensitivity to temporal scales) - Cédric Cuccia, Benjamin Bois p. 261-273 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
    L'étude de la variabilité spatiale du climat ou de potentialités agricoles nécessite des champs continus de variables climatiques. Les températures sont mesurées de façon ponctuelle par des stations météorologiques. Il est donc nécessaire d'agréger ces données dans l'espace c''est-à-dire d'estimer la valeur de la variable ‘ température' en tous points de la région d'étude (la Bourgogne, France). Dans ce but, une méthode déterministe est utilisée : les splines partielles en plaques minces. Afin d'étudier la sensibilité aux échelles de temps de la pertinence de ces estimations, cette méthode est appliquée aux pas de temps annuel, mensuel et quotidien pour les années 1991 et 2003. L'altitude est intégrée dans la procédure d'interpolation, comme covariable environnementale. La performance de l'interpolation est évaluée par validation croisée (jack-knife cross-validation). Globalement, les températures minimales (Tn) sont moins bien estimées que les températures maximales (Tx) et ce quel que soit le pas de temps. On observe une forte variabilité temporelle des résultats de la validation croisée. Certains mois (Janvier, Juin), les températures sont mieux estimées que d'autres (Février). Enfin, au pas de temps quotidien, la variabilité des résultats est très importante (R2 entre 0 et 0,6 pour Tn et entre 0,4 et 0,9 pour Tx). Ces résultats ne dépendent pas nécessairement de la bonne ou mauvaise relation entre la température et l'altitude.
    The study of spatial climate variability or agricultural potentialities requires continuous fields of climate variables. Temperatures are collected from point sources by weather stations. It is necessary to aggregate these data in space in order to estimate the value of the variable in all points of the study area (Burgundy, France). For this purpose, a deterministic method was used: partial thin plate splines. In order to study the time step sensibility of these estimations, this method is applied at yearly, monthly and daily time steps, for the years 1991 and 2003. Elevation was used as an environmental covariate, to improve the interpolation process. The performance of the interpolation method was assessed by means of jack-knife cross-validation. The interpolation process was accurate for maximum temperature (Tx), whereas it was unsatisfactory for minimum temperature (Tn), regardless the time step. The interpolation accuracy varied considerably. February monthly spatial estimates were less accurate than January or June estimates. At daily time step, the determination coefficient (R2) between observed and cross-validation estimates varied from 0 to 0.6 for Tn and from 0.4 to 0.9 for Tx. These results do not necessarily depend on the relationship between temperature and elevation.

  • Article Varia

    • Vers une (re)territorialisation des aéroports par les enjeux environnementaux. Conflits d'acteurs, enjeux de valeurs et recherche d'indicateurs (Towards a re-territorialization of airports thru environmental challenges : actors's conflicts, values at stake, the search for indicators) - Guillaume Faburel p. 274-286 accès libre avec résumé avec résumé en anglais
      Depuis trente ans, les tensions et conflits environnementaux entre associations de défense de l'environnement et décideurs nationaux affectent de plus en plus de projets d'extension et de modalités de gestion aéroportuaire portés par le pôle aérien. Sur la base de comparaisons internationales, le propos développé ici vise à analyser ce dont la généralisation de ces résistances témoigne, par-delà les cultures politiques, rapports sociaux et particularités physiques et symboliques des lieux concernés : l'avènement progressif d'un référentiel d'action, socio-spatial. Celui-ci s'est construit par opposition à celui, historique, développé par le pôle aérien et ses rapports archétypaux à «l'espace des flux » . Il signe l'entrée des territoires dans l'arène publique, sous l'égide de valeurs d'identité et de coalitions d'acteurs, ainsi que d'effets territoriaux des charges environnementales, longtemps négligés par les évaluations technico-économiques officielles. L'émergence de ce référentiel, et donc la généralisation des conflits qui en atteste, conditionnent alors de plus en plus le devenir de la mobilité aérienne à la négociation de l'«acceptabilité » territoriale (i. e. sociale et politique) des fonctionnements et projets aéroportuaires. Au point d'avoir accouché, à certains endroits, de plusieurs interventions nouvelles, particulièrement en terme de gouvernance aéroportuaire ou de production de données plus représentatives des effets devenus enjeux de débat. Les territoires aéroportuaires vont-ils de ce fait devenir des laboratoires pour l'expérimentation de politiques d'aménagement durable ?
      For the last 30 years, environmental tensions and conflicts between environmentalists and local decision-makers have impacted many projects of airport extension and management of flights. Based on international comparisons, this paper examines what the generalization of these local struggles reveals, beyond political cultures, social relations and symbolic/ physical specificities of the places concerned : the progressive advent of a socio-spatial referential of action. It has developed in opposition to the dominant historical narrative constructed by the airport and its archetypical role within a «space a flows » . It signifies the entrance of territories in the public arena, under the aegis of values (place identity or attachment) and actors' coalitions, as well as the socio-spatial effects of environmental problems, long neglected by official techno-economic assessments. The emergence of this referential, and hence the generalization of conflicts bearing witnesses to it, condition more and more the future of air mobility to the negociation of territorial «acceptability" (i. e. social and political) of airports projects and functionalities. In some places it has led to new interventions, especially in terms of airport governance or production of data more representative of these effects that have now taken center stage and debating points. Will airport territories become laboratories for the experimentation of sustainable planning policies ?
  • Informations AGF - p. 287-288 accès libre