StaRMIP — Intercomparaisons de modèles statistiques de régionalisation et impacts hydrologiques

L’objectif principal de ce projet est d’étudier les incertitudes des approches statistiques de régionalisation (downscaling) de précipitation (PR) et de température (T) à haute résolution (HR) ainsi que leurs impacts hydrologiques dans le bassin Méditerranéen,. En effet, cette région possède des spécificités géographiques et environnementales (par ex., montagnes, océan et mer, densité de population) rendant nécessaire mais particulièrement complexe la régionalisation des précipitations et leur modélisation à fine échelle. De plus, cette région a été identifiée comme un lieu clé (« hot spot ») par l’IPCC (2007) pour les changements climatiques futurs. En effet, alors que les signes des tendances semblent définis, de fortes incertitudes persistent sur les intensités, les structures (« patterns ») et les distributions de ces changements. Dans ce contexte, ce projet a pour objectif d’intercomparer l’ensemble des principales approches statistiques de régionalisation des précipitations et températures – encore trop souvent considérées comme des « boites noires » – dans leurs utilisations et différences conceptuelles. Des ensembles de champs de PR et T régionalisés statistiquement à HR seront donc générés et les champs simulés seront intégrés dans des modèles hydrologiques pour évaluer leurs qualités temporelles et spatiales via des analyses hydrologiques de sensibilité. A partir de ces évaluations, un nouveau modèle statistique de régionalisation sera développé pour combler les manques les plus importants des modèles de l’état-de-l’art. Les projections à HR pour le future, mises en entrées de modèles hydrologiques, serviront également à définir des scénarios futurs de disponibilité en eau sous diverses contraintes climatiques. Ce projet va donc fournir : (i) Des ensembles de simulations statistiques de PR et T à HR pour des climats de « contrôle » (CTRL, 1989-2010) et futurs (2021-2050 et 2051-2080) selon différents modèles et scénarios climatiques sur la région Méditerranéenne ; (ii) Des guides pour leurs utilisations pertinentes et leurs interprétations ; (iii) Des indicateurs permettant de quantifier la qualité (par ex., spatiale, temporelle, représentation des extrêmes) des simulations à HR ; (iv) Un modèle statistique de downscaling aussi générique que possible, améliorant les modèles de l’état de l’art ; (v) Des scénarios hydrologiques rétrospectifs et prospectifs de disponibilité en eau sur plusieurs bassins versants Méditerranéens ; et (vi) Des évaluations d’incertitudes des simulations climatiques et hydrologiques grâce à des modèles statistiques dédiés. Pour tous ces objectifs, les études proposées seront étendues à une partie des simulations dynamiques de régionalisation disponibles à partir du projet Med-CORDEX. Les résultats des différentes études fourniront des « guides » théoriques et pratiques pour l’application des approches statistiques de régionalisation, dont les forces et faiblesses relatives, ainsi qu’améliorations potentielles sont encore mal connues alors qu’elles sont de plus en plus employées. De plus, les algorithmes statistiques de régionalisation, les simulations statistiques à haute résolution, ainsi que les méthodes et indicateurs d’évaluation, seront fournis gratuitement à la communauté scientifique et un site web sera créé pour valoriser et promouvoir les différents résultats et livrables.