MEDUP

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Forecast and projection in climate scenario of Mediterranean intense events : Uncertainties and Propagation on environment

MedUP porte sur l’identification et la quantification des sources d’incertitudes associées à la prévision numérique du temps et à la simulation climatique des situations d’évènements Méditerranéens intenses.

Coordinateur CNRM-GAME
Correspondant CNRM-GAME Véronique Ducrocq
Équipes CNRM-GAME GMME, GMGEC, GMAP
Financement ANR VMC2007
Début janvier 2008
Durée 42 mois

 Objectifs

Les objectifs de MEDUP sont :
- d’identifier et quantifier les sources d’incertitudes inhérentes à la prévision et aux projections climatiques des évènements météorologiques intenses produites par les systèmes de modélisation actuels ou en cours de développement.
- d’étudier la propagation de ces incertitudes dans les modèles d’impact hydrologique et la chaîne d’alerte, en prenant en compte également les sources d’incertitudes associés aux outils d’analyse et de modélisation utilisés dans ces étapes.

 Apports du CNRM-GAME

- Progresser dans la connaissance de la prévisibilité à l’échelle convective des pluies intenses en Méditerranée et le développement d’outils basés sur AROME et la prévision d’ensemble ARPEGE pour la quantifier.
- Etudier la propagation des incertitudes météorologiques dans la simulation hydrologique ISBA/TOPMODEL de crues rapides.
- Evaluer la prévisibilité des types de temps associés aux évènements de pluie intenses dans la prévision saisonniaire.
- Quantification des incertitudes associées à la modélisation climatique avec un modèle à aire limité (Aladin-Climat).
- Prise en compte du module de végétation interactive (ISBA-ags) dans le modèle d’impact SIM. 

 Description du projet

Une originalité forte du projet MEDUP était de traiter au sein d’un même projet des modélisations météorologiques à différentes échelles de temps, i.e. la prévision numérique du temps (1-4 jours), la prévision saisonnière (1-3mois) et les scénarios climatiques (50-100 ans), appliquées aux mêmes types d’évènements hydrométéorologiques. Une autre originalité du projet était de considérer toute la chaîne des
incertitudes allant de la simulation des évènements météorologiques intenses à la vulnérabilité des milieux à ces évènements.
Le projet scientifique était structuré selon 3 Worpackages, chacun considérant une des échelles de prévision, et un quatrième Workpackage sur les méthodes statistiques de descente en échelle utilisées dans les trois autres workpackages.

Les méthodes de quantification des incertitudes en modélisation atmosphérique ou hydrologique reposent sur la réalisation d’ensemble de simulations. Le projet a développé de nouvelles méthodes de
perturbations pour générer ces ensembles afin d’échantillonner au mieux les différentes sources d’incertitudes aux différentes échelles de temps et d’espace. La quantification des incertitudes des projections climatiques et de leurs impacts a pris en plus en compte différents scénarios d’émission, différents modèles de climat et différentes méthodes de descente en échelle. Les incertitudes sur l’évolution
de la végétation avec le changement climatique ont aussi été prises en compte dans l’évaluation des impacts sur les surfaces continentales que ce soit en terme de sécheresse ou de crues. L’analyse de la propagation des incertitudes sur la vulnérabilité des milieux a fait pour sa part appel à des outils d’analyse économique et de risque ainsi que des analyses de la chaîne d’alerte et des interviews de ses acteurs.

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MEDUP methodology

Méthodologie du projet MEDUP illustrée sur la tâche du projet dédiée à la prévision à courte échéance

 Principaux résultats

Les principales avancées et réalisations du projet MEDUP sont : i) le développement d’une chaîne complète de prévision d’ensemble hydrométéorologique des crues rapides pour quantifier les incertitudes associées aux prévisions météorologiques et hydrologiques ainsi que de
méthodes originales d’évaluation de cette chaîne, ii) la mise en évidence du rôle crucial de la traduction des degrés d’incertitudes entre types d’acteurs dans le processus d’alerte, iii) la pertinence de l’approche par régime de temps pour extraire une information sur la prévisibilité de l’occurrence des pluies dans les prévisions saisonnières, iv) une qualification des modèles régionaux de climat utilisés par la communauté française et des méthodes statistiques de descente en échelle pour la
représentation des extrêmes météorologiques, v) les toutes premières études à l’échelle régionale sur l’impact de l’effet direct du CO2, et des effets du changement d’occupation des sols sur le cycle hydrologique en Méditerranée ou encore sur l’analyse économique du risque inondation.

Ces recherches ont été publiées entre-autres dans un numéro spécial dédié au projet MEDUP du journal Natural Hazards and Earth System Sciences (http://www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/special_is
sue133.html)
 :

  • Preface : Forecast and projection in climate scenario of Mediterranean intense events : uncertainties and propagation on environment (the MEDUP project). V. Ducrocq, P. Drobinski, D. Lambert, G. Molinié, and C. Llasat. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 13, 3043-3047, 2013
  • Perturbation of convection-permitting NWP forecasts for flash-flood ensemble forecasting. B. Vincendon, V. Ducrocq, O. Nuissier, and B. Vié.
    Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 1529-1544, 2011
  • Representation of spatial and temporal variability of daily wind speed and of intense wind events over the Mediterranean Sea using dynamical downscaling : impact of the regional climate model configuration. M. Herrmann, S. Somot, S. Calmanti, C. Dubois, and F. Sevault.
    Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 1983-2001, 2011
  • Impact of the use of a CO2 responsive land surface model in simulating the effect of climate change on the hydrology of French Mediterranean basins. S. Queguiner, E. Martin, S. Lafont, J.-C. Calvet, S. Faroux, and P. Quintana-Seguí. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 2803-2816, 2011
  • Statistical downscaling of the French Mediterranean climate : assessment for present and projection in an anthropogenic scenario. C. Lavaysse, M. Vrac, P. Drobinski, M. Lengaigne, and T. Vischel. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 651-670, 2012
  • A high resolution climatology of precipitation and deep convection over the Mediterranean region from operational satellite microwave data : development and application to the evaluation of model uncertainties. C. Claud, B. Alhammoud, B. M. Funatsu, C. Lebeaupin Brossier, J.-P. Chaboureau, K. Béranger, and P. Drobinski. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 785-798, 2012.
  • Seasonal forecast of French Mediterranean heavy precipitating events linked to weather regimes. J.-F. Guérémy, N. Laanaia, and J.-P. Céron
    Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2389-2398, 2012.
  • Verification of ensemble forecasts of Mediterranean high-impact weather events against satellite observations. J.-P. Chaboureau, O. Nuissier, and C. Claud. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2449-2462, 2012
  • Hydro-meteorological evaluation of a convection-permitting ensemble prediction system for Mediterranean heavy precipitating events.
    B. Vié, G. Molinié, O. Nuissier, B. Vincendon, V. Ducrocq, F. Bouttier, and E. Richard. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2631-2645, 2012
  • Heavy precipitation events in the Mediterranean : sensitivity to cloud physics parameterisation uncertainties. S. Fresnay, A. Hally, C. Garnaud, E. Richard, and D. Lambert. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2671-2688, 2012
  • Dynamical and statistical downscaling of the French Mediterranean climate : uncertainty assessment. M. Vrac, P. Drobinski, A. Merlo, M. Herrmann, C. Lavaysse, L. Li, and S. Somot. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2769-2784, 2012
  • Uncertainty of lateral boundary conditions in a convection-permitting ensemble : a strategy of selection for Mediterranean heavy precipitation events. O. Nuissier, B. Joly, B. Vié, and V. Ducrocq. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 2993-3011, 2012
  • Evaluation of classical spatial-analysis schemes of extreme rainfall
    D. Ceresetti, E. Ursu, J. Carreau, S. Anquetin, J. D. Creutin, L. Gardes, S. Girard, and G. Molinié. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 3229-3240, 2012
  • The influence of climate change on flood risks in France – first estimates and uncertainty analysis. P. Dumas, S. Hallegatte, P. Quintana-Seguì, and E. Martin. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 13, 809-821, 2013
  • Stakeholders’ issues for action during the warning process and the interpretation of forecasts’ uncertainties. L. Créton-Cazanave and C. Lutoff. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 13, 1469-1479, 2013

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