À propos de SPEI

Vue d’ensemble

L’indice normalisé précipitations évapotranspiration (dit SPEI pour Standardized Evaporation Precipitation Index) ¹ est un indice de sécheresse qui mesure la différence entre les précipitations (P) et l’évapotranspiration potentielle (PET), c’est-à-dire la perte d’eau due à l’évaporation et à la végétation combinées. L’indice SPEI ne concerne que la sécheresse relative, c’est-à-dire la différence entre les conditions futures et historiques, et n’est pas une mesure absolue de la disponibilité de l’eau. Les valeurs négatives (positives) indiquent un déficit (excédent) d’eau, tandis que zéro indique qu’il n’y a pas de changement par rapport aux conditions historiques.

Projections CMIP5 SPEI

Les projections SPEI CMIP52 sur ClimateData.ca proviennent d’un ensemble de 29 modèles climatiques et sont fournies à une résolution de 1° x 1° (100x100km) pour trois scénarios d’émissions, RCP 2.6, 4.5 et 8.5 pour la période 1950-2100. Les projections sont fournies sous forme de résumé en utilisant les 10e, 50e (médiane) et 90e percentiles. Avant de calculer l’indice SPEI, les biais des moyennes mensuelles des températures maximales et minimales et des précipitations totales mensuelles ont été corrigés et une mise à l’échelle a été effectuée en utilisant la méthode multivariée MBCn avec l’ensemble de données CanGRD comme cible. Voir ci-dessous pour plus de détails et un exemple d’interprétation.  

• Le SPEI est disponible ici en tant qu’indice de sécheresse sur trois mois (SPEI-3) ou sur douze mois (SPEI-12), étiqueté par le dernier mois de la période. 

• Le SPEI est présenté comme un écart-type par rapport à une période de référence (1950-2005). 

• L’interprétation est importante (voir l’exemple ci-dessous)

Détails techniques et interprétation

L’équation simple du bilan hydrique climatique, précipitations (P) moins évapotranspiration potentielle (ETP), est au cœur du calcul de l’indice SPEI : 

 D = P – ETP  

Elle peut être calculée sur différentes échelles de temps, par exemple sur 3 mois, 6 mois, un an, etc. La valeur du SPEI s’obtient en accumulant la différence (D) sur l’échelle de temps en question. Par exemple, si nous nous intéressons au SPEI saisonnier (c’est-à-dire sur trois mois), une série temporelle est construite en additionnant les valeurs D des deux mois précédents au mois en cours. Pour l’indice SPEI estival, cela signifie que l’on additionne les valeurs de juin, juillet et août. 

Cependant, il existe de fortes différences spatiales et temporelles entre la quantité de précipitations et l’évapotranspiration potentielle, de sorte que pour obtenir une série SPEI qui peut être comparée dans l’espace et dans le temps, les séries D sont transformées en unités normalisées. 

Pour ce faire, les valeurs D sont adaptées à une distribution de probabilité pour l’échelle de temps considérée (par exemple, 3 ou 6 mois), sur une période historique de référence, par exemple, 1950-2005. Les valeurs de SPEI sont alors obtenues en tant que valeurs normalisées avec une moyenne de zéro et un écart-type de 1. Cela signifie que les valeurs correspondent à une distribution normale standard qui peut être utilisée pour faciliter leur interprétation (Tableau 1). Ces valeurs normalisées ont été utilisées pour classer les valeurs de SPEI dans des catégories générales d’excédent/déficit en eau, comme le montre le tableau 2.

Exemple d’interprétation du SPEI

Le tableau 3 présente quelques exemples de valeurs de SPEI CMIP5 pour un site au Canada. Les trois percentiles représentent la gamme (10e et 90e centile) et la médiane (50e centile) des projections futures pour chaque scénario d’émissions (RCP) et chaque horizon temporel. Le tableau 4 indique comment ces valeurs peuvent être interprétées. Par exemple, la valeur de l’indice SPEI du 10e centile pour la saison estivale 2041-2070 dans le cas du scénario d’émissions modérées (RCP 4,5) est de -1,00, soit un écart-type en dessous de la valeur moyenne. Cela indique des conditions de sécheresse modérées par rapport à la période de référence historique 1950-2005. 

Si nous regardons le tableau 1, nous pouvons voir qu’un écart-type de -1,00 correspond à environ 85 % des valeurs étant supérieures à cette quantité. Cela peut être interprété comme suit : « l’été moyen [en 2041-2070] pourrait être plus sec qu’environ 85 % des étés de la période de référence historique », tel que présenté au tableau 4. La valeur médiane pour le même scénario d’émissions et la même période future est de -0,51, soit environ -0,5. En se référant au tableau 1, on constate qu’environ 70 % des valeurs sont supérieures à -0,5, et peuvent être interprétées ainsi: « l’été moyen pourrait être plus sec qu’environ 70 % des étés du passé » (tableau 4).