Modulation of European near-term climate change by multi-decadal internal variability
Saved in:
| Title: | Modulation of European near-term climate change by multi-decadal internal variability |
|---|---|
| Authors: | Liné, Aurélien |
| Contributors: | STAR, ABES |
| Publisher Information: | 2023. |
| Publication Year: | 2023 |
| Subject Terms: | Constraint, Internal variability, Contrainte, Extremes, Uncertainty, Prévision, [SDU.STU] Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences, Incertitude, Extrêmes, Forçage atmosphérique, Atmospheric forcing, Prediction, Variabilité interne |
| Description: | Cette thèse traite de la modulation du changement climatique en Europe à court terme. Alors que l’approche traditionnelle consiste à considérer la réponse forcée comme le futur probable, on montre ici qu’il est plus pertinent de s’intéresser aux divers possibles, du fait du rôle important de la variabilité interne aux échelles multi-décennales dans cette région. En cela, la recherche de trajectoires physiques liées à la variabilité interne permet d’identifier des situations plausibles dans lesquelles le changement climatique est fortement amplifié, fortement atténué, et parfois de sens opposé à la réponse forcée. La prise en compte de telles trajectoires est essentielle pour l’adaptation sociale et sociétale à court terme, afin de ne pas sous-estimer les changements d’intensité et de fréquence des évènements extrêmes en particulier. L’analyse bibliographique se concentre sur le système climatique et sa variabilité, sa modélisation numérique, ainsi que ses spécificités en Europe. En s’appuyant sur le grand ensemble de simulations du modèle CNRM-CM6-1, on montre ensuite qu’il est pertinent de partitionner les projections à court terme en se basant sur l’évolution des modes de variabilité interne, via l’approche des storylines. Cette méthode est appliquée avec succès à l’Europe du Nord en hiver afin d’identifier les trajectoires à fort impact sur la modulation du changement climatique. Si dans une première trajectoire, le climat se réchauffe fortement et les évènements extrêmes froids connus ces dernières décennies deviennent quasi-impossibles, une seconde trajectoire projette un réchauffement limité, avec peu d’impact sur le changement de temps de retour des évènements extrêmes froids, qui restent donc possibles à court terme. L’analyse est alors complétée en introduisant l’incertitude modèle. En hiver, on montre que l’incertitude liée à la variabilité interne domine l’incertitude modèle en Europe, ce qui justifie l’utilisation de l’approche par storylines pour le méga ensemble de CMIP6. Après avoir confirmé en multi-modèle les résultats précédemment obtenus, l’analyse est étendue au Bassin Méditerranéen, dont la modulation du changement climatique est pilotée par les mêmes modes de variabilité interne que l’Europe du Nord. Enfin, on montre qu’une même analyse est pertinente pour d’autres régions du globe, en pré-sélectionnant des modes de variabilité pertinents. Pour finir, on identifie les trajectoires ayant de forts impacts dans la modulation du réchauffement et des changements de précipitations et de vent en France en hiver, afin de permettre une meilleure anticipation de la demande en énergie dans le pays ces 20 prochaines années. Enfin, on s’intéresse aux évènements extrêmes de chaleur de 2022 en France, que l’on replace dans le contexte d’un climat qui change, et en particulier dans celui du plan d’adaptation du Ministère de la Transition Écologique, à savoir une France à +4°C à la fin du siècle. This PhD thesis deals with the modulation of climate change in Europe at near- term. While the traditional approach is to consider the forced response as baseline for the future, it is shown here that it is more relevant to look at the various possibilities, due to the important role of internal variability on multi-decadal scales in this region. In this respect, the search for physical trajectories linked to internal variability makes it possible to identify plausible situations in which climate change is strongly amplified, strongly attenuated, and sometimes in the opposite direction to the forced response. Taking such trajectories into account is essential for social and societal adaptation in the near-term, so as not to underestimate changes in the intensity and frequency of ex- treme events in particular. The literature review focuses on the climate system and its variability, its numerical modelling and its specific features. modelling, as well as its specific features in Europe. Using the large set of simulations from the CNRM-CM6-1 model, it is then shown that it is appropriate to partition the near-term projections on the basis of changes in the modes of internal variability, using the storyline approach. This method has been suc- cessfully applied to Northern Europe in winter in order to identify trajectories with a high impact on modulating climate change. While in the first trajectory, the climate warms strongly and the extreme cold events of recent decades become virtually im- possible, a second trajectory projects limited warming, with little impact on the change in the return time of extreme cold events, which therefore remain possible in the near- term. After confirming the previously obtained results in multi-model mode, the analysis is extended to the Mediterranean Basin, where the modulation of climate change is dri- ven by the same modes of internal variability as in Northern Europe. Finally, other regions of the globe for which the same analysis is also relevant are listed, with a pre- selection the relevant modes of variability. At last, the trajectories with the greatest impact in modulating warming and changes in precipitation and wind in France in winter are identified, in order to better antici- pate energy demand in the country over the next 20 years. Finally, extreme heat events in 2022 in France are replace in the context of a changing climate, and in particular in that of the adaptation plan of the Ministry of Ecological Transition, namely a France at +4°C by the end of the century. |
| Document Type: | Doctoral thesis |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | French |
| Access URL: | https://theses.hal.science/tel-04716750v1 |
| Accession Number: | edsair.dedup.wf.002..622c78dbb69b57677e9b64bb1cba11f4 |
| Database: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstract: | Cette thèse traite de la modulation du changement climatique en Europe à court terme. Alors que l’approche traditionnelle consiste à considérer la réponse forcée comme le futur probable, on montre ici qu’il est plus pertinent de s’intéresser aux divers possibles, du fait du rôle important de la variabilité interne aux échelles multi-décennales dans cette région. En cela, la recherche de trajectoires physiques liées à la variabilité interne permet d’identifier des situations plausibles dans lesquelles le changement climatique est fortement amplifié, fortement atténué, et parfois de sens opposé à la réponse forcée. La prise en compte de telles trajectoires est essentielle pour l’adaptation sociale et sociétale à court terme, afin de ne pas sous-estimer les changements d’intensité et de fréquence des évènements extrêmes en particulier. L’analyse bibliographique se concentre sur le système climatique et sa variabilité, sa modélisation numérique, ainsi que ses spécificités en Europe. En s’appuyant sur le grand ensemble de simulations du modèle CNRM-CM6-1, on montre ensuite qu’il est pertinent de partitionner les projections à court terme en se basant sur l’évolution des modes de variabilité interne, via l’approche des storylines. Cette méthode est appliquée avec succès à l’Europe du Nord en hiver afin d’identifier les trajectoires à fort impact sur la modulation du changement climatique. Si dans une première trajectoire, le climat se réchauffe fortement et les évènements extrêmes froids connus ces dernières décennies deviennent quasi-impossibles, une seconde trajectoire projette un réchauffement limité, avec peu d’impact sur le changement de temps de retour des évènements extrêmes froids, qui restent donc possibles à court terme. L’analyse est alors complétée en introduisant l’incertitude modèle. En hiver, on montre que l’incertitude liée à la variabilité interne domine l’incertitude modèle en Europe, ce qui justifie l’utilisation de l’approche par storylines pour le méga ensemble de CMIP6. Après avoir confirmé en multi-modèle les résultats précédemment obtenus, l’analyse est étendue au Bassin Méditerranéen, dont la modulation du changement climatique est pilotée par les mêmes modes de variabilité interne que l’Europe du Nord. Enfin, on montre qu’une même analyse est pertinente pour d’autres régions du globe, en pré-sélectionnant des modes de variabilité pertinents. Pour finir, on identifie les trajectoires ayant de forts impacts dans la modulation du réchauffement et des changements de précipitations et de vent en France en hiver, afin de permettre une meilleure anticipation de la demande en énergie dans le pays ces 20 prochaines années. Enfin, on s’intéresse aux évènements extrêmes de chaleur de 2022 en France, que l’on replace dans le contexte d’un climat qui change, et en particulier dans celui du plan d’adaptation du Ministère de la Transition Écologique, à savoir une France à +4°C à la fin du siècle.<br />This PhD thesis deals with the modulation of climate change in Europe at near- term. While the traditional approach is to consider the forced response as baseline for the future, it is shown here that it is more relevant to look at the various possibilities, due to the important role of internal variability on multi-decadal scales in this region. In this respect, the search for physical trajectories linked to internal variability makes it possible to identify plausible situations in which climate change is strongly amplified, strongly attenuated, and sometimes in the opposite direction to the forced response. Taking such trajectories into account is essential for social and societal adaptation in the near-term, so as not to underestimate changes in the intensity and frequency of ex- treme events in particular. The literature review focuses on the climate system and its variability, its numerical modelling and its specific features. modelling, as well as its specific features in Europe. Using the large set of simulations from the CNRM-CM6-1 model, it is then shown that it is appropriate to partition the near-term projections on the basis of changes in the modes of internal variability, using the storyline approach. This method has been suc- cessfully applied to Northern Europe in winter in order to identify trajectories with a high impact on modulating climate change. While in the first trajectory, the climate warms strongly and the extreme cold events of recent decades become virtually im- possible, a second trajectory projects limited warming, with little impact on the change in the return time of extreme cold events, which therefore remain possible in the near- term. After confirming the previously obtained results in multi-model mode, the analysis is extended to the Mediterranean Basin, where the modulation of climate change is dri- ven by the same modes of internal variability as in Northern Europe. Finally, other regions of the globe for which the same analysis is also relevant are listed, with a pre- selection the relevant modes of variability. At last, the trajectories with the greatest impact in modulating warming and changes in precipitation and wind in France in winter are identified, in order to better antici- pate energy demand in the country over the next 20 years. Finally, extreme heat events in 2022 in France are replace in the context of a changing climate, and in particular in that of the adaptation plan of the Ministry of Ecological Transition, namely a France at +4°C by the end of the century. |
|---|