Comment les fichiers des données météorologiques futures sont-ils élaborés par le Pacific Climate Impacts Consortium (PCIC) et le Conseil national de la recherche du Canada (CNRC) ?
Les fichiers des données météorologiques futures développés par le PCIC et le CNRC sont différents en ce qui concerne:
- La technique de réduction d’échelle utilisée pour fournir des sorties de modèles climatiques à une résolution plus fine requise pour l’utilisation directe dans la simulation de bâtiments ; et.
- Les techniques utilisées pour incorporer les données météorologiques futures dans les fichiers météorologiques.
Afin d’obtenir des informations climatiques adaptées à la simulation de bâtiments à partir des sorties de MCG, le PCIC a procédé à une réduction d’échelle statistique et à un ajustement des biais des projections climatiques quotidiennes provenant d’un ensemble de 10 modèles climatiques. Pour les valeurs de la température du thermomètre sec, le PCIC a utilisé la méthodologie BCCAQv2 pour réduire l’échelle des projections climatiques des MCG à une résolution de la grille d’environ 10 km x 6 km. Pour la température du point de rosée, l’humidité relative et la pression de surface, les projections climatiques des MCG ont seulement été interpolées à la résolution des données BCCAQv2.
Ensuite, le PCIC a incorporé ces projections, statistiquement réduites à l’échelle, et corrigées des biais dans les fichiers météorologiques en utilisant la « technique de morphage » [1]. La technique de morphage applique trois fonctions de transformation (le décalage, l’étirement et leur combinaison) pour ajuster les valeurs horaires de n’importe quelle variable stockée dans un fichier météorologique historique. C’est pourquoi les fichiers des données météorologiques futures du PCIC sont souvent désignés par l’expression fichiers des données météorologiques futures. Le processus d’application des changements climatiques projeté aux fichiers météorologiques historiques du FMCCE met en soulignant l’importance de la période d’enregistrement, car toute différence au cours de cette période se propagera aux fichiers des données météorologiques futures.
Les ajustements des valeurs horaires dans les fichiers des données météorologiques futures du PCIC sont appliqués aux températures du thermomètre sec et de point de rosée, à l’humidité relative et à la pression de surface. Toutes les autres variables stockées dans le fichier de données météorologiques historiques restent inchangées. Par conséquent, les valeurs horaires du rayonnement solaire, de la vitesse/direction du vent, de la couverture nuageuse, etc., dans le fichier météorologique historique – FMCCE2016, période de 1998 à 2014 – qui est utilisé comme période d’enregistrement de référence et dans les trois fichiers des données météorologiques futures générés sont identiques. Les résultats sont trois fichiers des données météorologiques futures décalés de 30 ans, utilisant le RCP8.5, pour les périodes suivantes : années 2020 (2011 à 2040), années 2050 (2041 à 2070), années 2080 (2071 à 2100).
Les fichiers des données météorologiques futures développés par le CNRC sont obtenus directement à partir de projections climatiques de réduction d’échelle dynamique et avec une correction de biais utilisant le modèle canadien du système terrestre de deuxième génération, CanESM2 (un modèle global à résolution grossière). Ce travail s’appuie sur le cadre développé par le projet Bâtiments et infrastructures publiques de base résilientes aux changements climatiques (BIPBRCC), où le grand ensemble CanESM2 – composé de 50 simulations du modèle CanESM2 avec différentes conditions initiales – a été dynamiquement réduit à l’aide de la version 4 du modèle régional canadien du climat (CanRCM4). Le CNRC a utilisé un sous-ensemble de 15 simulations du grand ensemble CanRCM4 pour obtenir les projections climatiques. Certaines variables climatiques n’étaient pas directement disponibles dans le grand ensemble CanRCM4 à l’échelle horaire et ont donc été estimées : les précipitations (à partir des précipitations), la couverture neigeuse (à partir de l’épaisseur de la neige), ainsi que le rayonnement solaire horizontal direct, normal direct et diffus (à l’aide de méthodes établies dans la littérature).
Le CNRC a suivi les étapes suivantes pour générer ses fichiers des données météorologiques futures:
- Huit séries chronologiques de 31 ans ont été extraites de chacune des 15 séries de CanRCM4 pour inclure une ligne de base (1991 à 2021) – produite à partir des données historiques modélisées, et sept périodes futures exprimées en fonction des niveaux de réchauffement planétaire : +0.5°C, +1.0°C, +1.5°C, +2.0°C, +2.5°C, +3.0°C et +3.5°C.
- Les séries temporelles climatiques ont été corrigées des biais en utilisant comme référence les observations aux stations de la base de données des Fichiers météorologiques canadiens pour l’énergie et le génie (FMCEG) d’ECCC.
- En utilisant la procédure du FMCCE (basée sur la méthode AMT), des fichiers d’années météorologiques types (AMT) des périodes actuelles et futures ont été préparés pour chaque niveau de réchauffement climatique.
- L’équipe du CNR a calculé les périodes correspondantes pour chaque niveau de réchauffement climatique en déterminant l’année pour laquelle les températures moyennes mondiales dans CanEMS2 ont dépassé chaque niveau (+0.5 à 3.5°C) par rapport à la période 1991-2021. Cette année a ensuite été utilisée comme centre des périodes de 31 ans.
- En utilisant une méthode basée sur la température [2], l’année typique à échelle réduite (ATER), l’année extrêmement froide (AEF) et l’année extrêmement chaude (AEC) des périodes actuelles et futures ont été préparées pour les utilisateurs intéressés par les sous-ensembles de données typiques et extrêmes pour les applications dans le domaine de la construction.
- Pour les applications relatives à l’humidité des bâtiments (c’est-à-dire simulation hygrothermique), l’année de référence pour l’humidité (ARH) comprend une année de conditionnement (année médiane) et une année extrême (année à 10 %) qui ont été préparées sur la base de l’indice d’humidité [3].
Des informations plus détaillées sur la méthode des fichiers des données météorologiques futures sont également disponibles dans les documents techniques du PCIC et du CNRC. Pour des conseils sur l’utilisation de ces fichiers des données météorologiques futures, voir l’article « Guide sur l’utilisation des données climatiques futures pour la simulation de la performance des bâtiments« .