Impact du changement climatique sur les tempêtes sévères en Europe : attribution et projection

Impact of climate change on severe storms in Europe : attribution and projection

• Auteur / Autrice : Mireia Ginesta Fernandez
• Direction : Davide Faranda, Pascal Yiou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences
• Date : Soutenance le 14/06/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du climat et de l'environnement (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1998-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Géosciences, climat, environnement et planètes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabio D'Andrea
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rachel White Scheuering, Florian Pantillon, Joaquim Pinto, Suzana Camargo
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Rachel White Scheuering, Florian Pantillon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Changements climatiques

Évènements climatiques extrêmes

Tempêtes -- Europe

Mots clés libres

Tempêtes extratropicales

Événements extrêmes

Attribution des événements extrêmes

Changement climatique

Extratropical cyclones

Extreme events

Extreme event attribution

Climate change

Résumé

Le réchauffement climatique altère la fréquence et la sévérité des événements météorologiques extrêmes, tels que les vagues de chaleur, les inondations et les tempêtes. Ces événements ont des impacts immédiats et observables, tels que des pertes économiques ou des pertes de vie. L'attribution des événements extrêmes, initialement conçue comme un outil d'évaluation de la responsabilité des dommages, a rapidement évolué vers différentes approches visant à quantifier l'influence du changement climatique sur la dynamique, les risques et les impacts de tels événements extrêmes. Pour certains extrêmes, en particulier ceux principalement influencés par la dynamique tels que les tempêtes extratropicales, la confiance dans l'attribution et les projections futures reste faible.Dans cette thèse, nous évaluons les changements observés dans les tempêtes extratropicales sévères et leurs risques météorologiques en Europe occidentale dans un climat plus chaud. Certaines des tempêtes analysées sont Alex, en octobre 2020, Xynthia, en février 2010, et Eunice, en février 2022. Chacune présente des caractéristiques uniques, mais nous pouvons identifier des motifs similaires pour une analyse comparative. Ainsi, nous explorons le concept d'analogues météorologiques, qui représentent des motifs récurrents de circulation atmosphérique. Nous identifions des analogues de tempêtes extratropicales sévères dans deux climats différents, caractérisés par une faible et une forte influence humaine sur le climat, dans les réanalyses et les modèles climatiques. Nous avons constaté des augmentations cohérentes des précipitations et de la vitesse du vent associées à ces tempêtes dans un monde plus chaud, les facteurs de ces changements variant d'un cas à l'autre.Alors que l'analyse des modèles à grande échelle des tempêtes à travers l'Atlantique Nord est fondamentale pour comprendre les tendances générales dans la dynamique et les risques dans divers endroits, se concentrer sur des tempêtes spécifiques, comme réalisé dans cette thèse, peut offrir des perspectives supplémentaires. Des tempêtes spécifiques résultent d'une combinaison de processus complexes, ce qui en fait des études de cas précieuses pour étudier l'influence du changement climatique sur leur comportement. En examinant des motifs spécifiques et leurs analogues, nous reconnaissons la nature chaotique de l'atmosphère, et en fournissant des évaluations localisées, nous tenons compte des spécificités de la région.Les outils présentés ici peuvent être appliqués à d'autres tempêtes extratropicales dans le monde entier pour améliorer notre compréhension et fournir des évaluations locales. Notre recherche combine les connaissances météorologiques avec les sciences climatiques, dans le but de comprendre la nature évolutive des tempêtes violentes et les risques du changement climatique.

Global warming is altering the frequency and severity of extreme weather events, such as heatwaves, floods, and cyclones. These events have immediate, observable impacts, such as economic losses or loss of life. Extreme event attribution, initially conceived as a tool for assessing liability for damages, has rapidly evolved into various approaches aimed at quantifying the influence of climate change on the dynamics, hazards, and impacts of such extreme events. For some extremes, particularly those predominantly influenced by dynamics such as extratropical storms, confidence in attribution and future projections remains low.In this thesis, we assess changes in observed severe extratropical storms and their meteorological hazards across Western Europe in a warmer climate. Some of the storms analyzed are Alex, in October 2020, Xynthia, in February 2010, and Eunice, in February 2022. Each of them exhibits unique characteristics, yet we can identify similar patterns for comparative analysis. Hence, we explore the concept of weather analogues, which represent recurrent patterns of atmospheric circulation. We identify analogues of severe extratropical storms in two different climates, characterized by weak and strong human influence on climate, in both reanalysis and climate models. We found an increase in precipitation and wind speed associated with these storms in a warmer world, with the drivers of such changes varying from case to case.While analyzing average large-scale patterns in storms across the North Atlantic is fundamental for understanding general trends in dynamics and hazards in various locations, focusing on specific storms, as conducted in this thesis, can offer additional perspectives. Specific storms result from a combination of complex processes that might not be fully captured in large-scale trends; thus, they can serve as case studies for investigating the influence of climate change on their behavior. By examining specific patterns and their analogues, we acknowledge the chaotic nature of the atmosphere, and by providing localized assessments, we consider the specificities of the area.The tools presented here can be applied to other extratropical storms worldwide to enhance our comprehension and provide local assessments. Our research combines meteorological knowledge with climate science, aiming to understand the evolving nature of severe storms and the hazards of climate change.