Beck et al. 2023 : High-resolution (1 km) Köppen-Geiger maps for 1901–2099
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BECK, Hylke E., McVICAR, Tim R., VERGOPOLAN, Noemi, BERG, Alexis, LUTSKO, Nicholas J., DUFOUR, Ambroise, ZENG, Zhenzhong, JIANG, Xin, VAN DIJK, Albert I. J. M. et MIRALLES, Diego G., 2023. High-resolution (1 km) Köppen-Geiger maps for 1901–2099 based on constrained CMIP6 projections. Scientific Data, vol. 10, article 724. DOI : 10.1038/s41597-023-02549-6. Accès libre ; données sur www.gloh2o.org/koppen.
La thèse
Cette version 2 des cartes mondiales de Köppen-Geiger porte la classification climatique à une résolution de 1 km sur tout le globe, pour le passé comme pour le futur. Les cartes historiques couvrent quatre fenêtres de trente ans, de 1901-1930 à 1991-2020, à partir de climatologies observées à haute résolution ; les cartes futures couvrent 2041-2070 et 2071-2099, à partir de projections descendues d'échelle et corrigées de leur biais sous sept trajectoires socio-économiques. C'est la référence pour situer un lieu dans les climats du monde et suivre son déplacement dans le temps.
Beck et al., 2023, Scientific Data, vol. 10, article 724, p. 1 « We introduce Version 2 of our widely used 1-km Köppen-Geiger climate classification maps for historical and future climate conditions. The historical maps (encompassing 1901–1930, 1931–1960, 1961–1990, and 1991–2020) are based on high-resolution, observation-based climatologies, while the future maps (encompassing 2041–2070 and 2071–2099) are based on downscaled and bias-corrected climate projections for seven shared socio-economic pathways (SSPs). »
La version 1, publiée en 2018 et citée plus de trois mille fois, ne reposait que sur un seul scénario, RCP 8.5, et un seul membre d'ensemble par modèle. La version 2 corrige ce défaut par quatre apports : une sélection de 42 modèles CMIP6, retenus parmi 67 évalués pour leur cohérence avec les taux de réchauffement observés ; plusieurs membres d'ensemble par modèle ; sept scénarios SSP au lieu d'un ; et six périodes au lieu de deux.
La méthode et sa précision
Les cartes historiques combinent sept climatologies observées à 0,01 degré, soit environ 1 km, pour la température et les précipitations, ajustées dans le temps par les séries CRU et GPCC, puis fusionnées par période en retenant pour chaque échelle la classe la plus fréquente. La sélection des modèles de projection s'appuie sur trois critères, la tendance de température 1980-2014, la réponse climatique transitoire et la sensibilité climatique à l'équilibre ; 25 modèles sont écartés comme improbables sur au moins un critère, 42 sont retenus. Cette sélection réduit l'éventail d'incertitude sans le faire disparaître.
La précision de la classification, mesurée contre les stations de référence, décroît à mesure que le réseau de stations se densifie et que le grain se resserre : elle passe d'environ 86 % à l'échelle des trente sous-classes pour les premières périodes à environ 79 % pour 1991-2020, et se tient au-dessus de 91 % à l'échelle des cinq grandes classes. Ces chiffres situent la confiance qu'on peut accorder à une échelle donnée.
Ce que la carte range, et son mouvement
La classification a une origine botanique : Köppen cherchait à faire coïncider ses types avec les grands ensembles de végétation du globe. Un type n'est donc pas une simple étiquette de température et de pluie, mais le résumé d'un régime qui commande l'évapotranspiration, la saisonnalité des débits, les étiages et la recharge. C'est ce qui rend la carte utile bien au-delà de la climatologie, jusqu'à l'écohydrologie.
Beck et al., 2023, Scientific Data, vol. 10, article 724, p. 1 « Drawing on his observation as a botanist that climatic conditions are a major driver of the global vegetation distribution, Köppen designed his classification to align with the major ecosystem types worldwide, with regions within the same class sharing broadly similar vegetation characteristics. As such, this classification system is useful for many ecological and ecohydrological applications and studies that depend on differences in climatic regimes. »
Le mouvement se lit à l'échelle du globe. Entre 1901-1930 et 1991-2020, environ 5 % de la surface terrestre, hors Antarctique, a déjà basculé d'une grande classe à une autre.
Beck et al., 2023, Scientific Data, vol. 10, article 724, p. 3 « We estimate that from 1901–1930 to 1991–2020, approximately 5% of the global land surface (excluding Antarctica) transitioned to a different major Köppen-Geiger class. »
À l'horizon 2071-2099, la part de terres qui change de grande classe depuis 1991-2020 dépend du scénario : environ 5 % sous SSP1-2.6, 8 % sous SSP2-4.5, 13 % sous SSP5-8.5. Sous le scénario intermédiaire, le déplacement se compte en millions de kilomètres carrés, avec 2,6 de polaire vers froid, 2,4 de froid vers tempéré et 2,8 de tempéré vers tropical. Le sens est partout le même, du froid vers le chaud.
Ce que la source apporte
Les données sont libres, géoréférencées et directement intégrables dans un géopackage, au format GeoTIFF en WGS84, ce qui en fait la base cartographique de l'état présent du carnet. Elles sont mobilisées pour décrire le climat actuel à 1 km dans Le climat actuel - Beck et al, et leur choix, comme celui de Köppen en général, est justifié dans Pourquoi Köppen, et pas un autre.
Leur limite pour la France est une limite d'échelle. La grille mondiale range presque tout le pays sous le seul code Cfb, ce qui tient à l'outil, calibré pour trancher entre les biomes du monde, non au climat français. Pour la nuance nationale, il faut des classifications calibrées sur la France, plus fines pour l'observation, comme les huit types de Joly et al, ou pour la projection, comme les 84 scénarios de Strohmenger et al, corrigés sur données françaises. La comparabilité internationale et la disponibilité de projections restent l'apport propre de Beck, que ces classifications nationales n'offrent pas.
