CORDEXtremes (Coordinated Regional Climate methodology for defining, detecting and evaluating the simulations of hydrometeorological Extremes). Application en Afrique de l’Ouest.

• Encadrants
Théo Vischel (Phyrev), Juliette Blanchet (HMCIS), Gérémy Panthou (Phyrev)
LTHE : Laboratoire d’études des transferts en hydrologie et environnement de Grenoble
theo.vischel univ-grenoble-alpes.fr
juliette.blanchet univ-grenoble-alpes.fr
geremy.panthou univ-grenoble-alpes.fr

• Objectifs du stage
Les modèles de climat sont cohérents quand il s’agit de simuler la répartition des changements de température ou de précipitation sur de très grandes échelles d’espace (tropiques, moyennes et hautes latitudes, continents par rapport aux océans). Cependant, à l’échelle d’une région particulière, la divergence des modèles est notable, ce qui pose problème lorsque l’on souhaite piloter des études débouchant sur des mesures d’adaptation pertinentes pour les populations.
Quantifier les impacts de l’évolution climatique future conduit à analyser les capacités des modèles climatiques régionaux à reproduire une climatologie régionale pertinente. Nous avons peu de recul par rapport à la climatologie à ces échelles et au lien entre variables aux échelles locales et régionales. Néanmoins, nous disposons aujourd’hui de données validées qui nous permettent de mettre en place une démarche scientifique pour étudier l’évolution des situations extrêmes dans le climat futur aux échelles locales et régionales.
La littérature montre notamment avec l’initiative CORDEX (Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment) que la communauté scientifique du climat commence à s’approprier ces questions et porte un intérêt particulier à la détection et l’évolution des extrêmes hydrométéorologiques simulés dans les modèles régionaux. Une des difficultés à l’heure actuelle qui limite l’émergence d’un consensus sur les résultats climatologiques et l’utilisation des simulations des modèles régionaux pour des études d’impact est l’absence de protocole harmonisé pour (i) définir les extrêmes hydrométéorologiques, (ii) détecter les tendances sur les extrêmes dans les modèles et (iii) analyser de façon pertinente le réalisme des simulations par rapport aux observations du proche passé, en prenant en considération le gap d’échelles qui différent entre les observations et les modèles.
On souhaite ici tester une approche statistique d’étude de l’évolution des pluies extrêmes basée sur la théorie des valeurs extrêmes (EVT). L’EVT fournit un cadre adapté pour définir les extrêmes, inférer leur distribution statistique, et analyser comment la distribution varie dans l’espace et le temps via l’utilisation de covariables spatio-temporelles qui modulent la valeur de ses paramètres.
L’approche a été utilisée avec succès sur les données de pluie issues des observations au sol collectée par le laboratoire d’accueil le LTHE en région méditerranéen et ouest-africaine. Elle est actuellement testée sur les données des modèles climatiques régionaux Med-CORDEX. Le travail de stage vise à tester cette approche sur les sorties des modèles de climat régionaux disponibles sur l’Afrique de l’Ouest (modéèles Cordex-Africa).

• Etapes du travail
Travail prévu sur 4 à 5 mois dans l’année universitaire 2016-17
1. Prise en main du modèle statistique des pluies extrêmes
2. Prise en main des simulations des modèles régionaux
3. Méthodologie de calage des paramètres avec covariables spatio-temporelles
4. Estimation des incertitudes sur les niveaux de retour observés et simulés
5. Comparaison aux observations sur le proche passé.