Soutenance

Le climat des années 2000 a été marqué en Europe par une vague d'épisodes chauds battant tous les précédents records saisonniers de température. À l'image de l'été 2003, les impacts sociétaux et environnementaux de ces épisodes se sont révélés particulièrement sévères. Dans le contexte actuel de changement climatique, la survenue de tels événements exceptionnels soulève de nombreuses interrogations. En particulier, peuvent-ils être considérés comme des "prototypes" des conditions climatiques futures ? Leur succession rapide amorce-t-elle une augmentation de la variabilité des températures européennes ?

Motivée par ces questions, cette thèse se propose de contribuer à la compréhension des mécanismes physiques responsables des extrêmes saisonniers de température, dans le but d'anticiper leurs caractéristiques statistiques futures. Afin de déterminer et tester les processus mis en jeu, ce travail mêle analyses statistiques de données d'observations et de projections climatiques, et expériences de modélisation régionale.

Nous montrons dans un premier temps que si la variabilité inter-annuelle du climat européen est pilotée par les fluctuations de la dynamique atmosphérique nord-atlantique, le récent réchauffement apparaît dissocié de potentiels changements dans la circulation. Cette divergence s'illustre particulièrement lors de l'automne exceptionnellement doux de 2006, dont l'anomalie de température n'est expliquée qu'à ~50% par le flux atmosphérique. Les récentes conditions chaudes en surface de l'océan Atlantique nord semblent contribuer au réchauffement européen en automne-hiver, via la mise en place de processus advectifs et radiatifs. L'advection d'ouest et le réchauffement atlantique étant moins intenses au printemps-été, des processus plus locaux semblent être privilégiés (e.g., humidité des sols, nuages, aérosols).

La seconde partie de notre travail, basée sur les projections climatiques de l'International Panel on Climate Change, s'est consacrée à l'évolution future de la relation entre dynamique nord-atlantique et températures européennes. Une analyse multi-modèle, utilisant des méthodes d'analogues de circulation et de régimes de temps, montre que la divergence constatée sur la période présente semble se poursuivre dans les projections futures. En particulier la variabilité interne de la dynamique nord-atlantique n'apparaît que peu affectée par le changement climatique. Les futurs extrêmes de température seraient alors associés à des circulations similaires aux circulations observées lors des extrêmes récents.

Dans ce cadre, une dernière étude de cas montre que l'hiver de 2009/10 peut être considéré comme un événement extrême froid d'un climat déjà plus chaud. Cette analyse, qui pose la question plus générale du destin des vagues de froid au XXIe siècle, souligne que l'anticipation des caractéristiques statistiques des événements extrêmes futurs requiert le développement conjoint de projections climatiques régionales et de méthodes probabilistes appréhendant les incertitudes multi-modèles.

Université délivrant le diplôme :

UPMC