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Environnement

Ressources en eau mondiales : impact du changement climatique et dynamique des populations

Steven murray

Nationality British

Year of selection 2008

Institution University of Bristol

Country United Kingdom

Risk Environnement

Ph.D

3 years

120000 €

Cartographier les ressources en eau de la planète pour le XXie siècle

La rareté des ressources d’eau douce, appelée stress hydrique, n’est pas vraiment une situation de rêve. Néanmoins, le changement climatique et l’évolution démographique exerceront une pression croissante sur la disponibilité et la demande d’eau. Mais pouvons-nous anticiper et repérer les « points chauds », soit les régions où le stress hydrique va probablement poser des problèmes économiques ou politiques majeurs ? C’est exactement ce que cherche à faire Steven Murray grâce à un modèle hydrologique mondial innovant, qui marie processus biologiques et physiques et dynamiques socioéconomiques afin de localiser les régions à haut risque dans cent ans. Un fort accent est mis sur la manière dont l’évolution de la distribution et de la structure de la végétation pèsera sur les cycles hydrologiques. Les résultats du chercheur devront aider les responsables politiques à gérer les ressources en eau, et ainsi améliorer les chances d’une meilleure sécurité hydrique à l’échelle de la planète.

Résumé
Les ressources d’eau douce sont essentielles à la vie et aux activités humaines, c’est pourquoi elles doivent être suivies et anticipées de manière fiable.
Cette démarche se révèle particulièrement importante dans le cadre de l’évolution du climat et des populations, alors que la pression sur la disponibilité et les besoins en eau s’intensifie. Le changement climatique devrait engendrer des modifications de la distribution et de la structure de la végétation, mais ces effets sur la biosphère ne sont pas traduits par les modèles hydrologiques classiques.
Dans cette étude, nous avons donc recours à un modèle de végétation global dynamique afin d’estimer les futures ressources mondiales d’eau douce avec un ensemble de scénarios climatiques et démographiques.

Biographie

Diplômé en géographie physique avec mention très bien à l’université de Southampton en 2006, je suis spécialisé dans les effets des variabilités des teneurs en aérosols dans l’atmosphère sur les futurs taux d’évaporation mondiaux. J’obtiens ensuite un master en risques naturels à l’université de Bristol en 2008. J’y effectue des recherches sur les conséquences du changement climatique sur les futures ressources en eau de la planète, en appliquant un modèle dynamique de la végétation mondiale et un algorithme relatif aux cours d’eau, pour analyser la manière dont les débits sont susceptibles d’évoluer en fonction des changements de température. Récemment, j’ai aussi entamé des travaux pour établir un nouvel algorithme de prévision des incendies naturels à l’échelle internationale, intégrant des variables climatiques et socioéconomiques.
Ces projets m’ont permis d’accumuler une expérience considérable de la gestion des données et des techniques d’analyse, notamment dans le maniement de divers langages de programmation informatique et outils géomatiques (SIG). Ces compétences me sont précieuses pour les recherches doctorales sur les ressources d’eau mondiales que je mène à l’université de Bristol.

Recherches

J’aborde les incidences potentielles du changement environnemental sur les ressources d’eau à l’échelle internationale. Ce projet est très innovant dans la mesure où il tient compte des principaux facteurs de l’évolution mondiale – biologiques, physiques, démographiques et économiques – qui jouent sur le stress hydrique chez les populations humaines. Il permettra d’identifier les points critiques, c’est-à-dire les régions dans lesquelles le stress hydrique est susceptible de poser des problèmes économiques et/ou politiques majeurs. Mes recherches inclueront des données générées par une série de modèles climatiques, par les scénarios de changement climatique pour les cent prochaines années les plus récents à disposition, par le modèle dynamique de la végétation mondiale LPJ, et par un modèle relatif aux itinéraires des cours d’eau. Ces outils doivent permettre d’estimer comment et où les ressources d’eau douce sont susceptibles de connaître les changements les plus prononcés.
Un accent particulier sera mis sur l’élucidation des effets que l’évolution du fonctionnement de la végétation mondiale pourra avoir sur le cycle hydrologique planétaire, car plusieurs inconnues ont émergé récemment en ce qui concerne les rapports entre la physiologie végétale et le transfert de l’eau dans l’atmosphère. S’ajouteront à ces données diverses estimations de la dynamique socioéconomique future, afin d’évaluer la variabilité des besoins hydriques. La simulation intégrée de ces facteurs climatiques et démographiques permettra de prévoir les régions particulièrement exposées à des risques accrus d’inondations et de sécheresses d’ici la fin du XXIe siècle.

Que vous a apporté la bourse du Fonds AXA pour la Recherche ?

Je suis très reconnaissant pour le soutien du Fonds AXA pour la Recherche, qui m’a offert cette magnifique occasion de poursuivre mes recherches sur le changement climatique et les ressources d’eau. J’ai pu continuer à collaborer avec des scientifiques à la pointe des questions climatiques et de l’hydrologie, tout en étudiant dans un centre de recherche sur le climat de renommée internationale.
Le Fonds AXA pour la Recherche m’accorde non seulement la chance d’explorer les domaines qui m’intéressent pour les trois années qui viennent, mais il me fournit aussi indirectement une solide plate-forme sur laquelle j’espère étendre ma carrière de chercheur sur cette question environnementale toujours plus pressante.

Ressources en eau mondiales : impact du changement climatique et dynamique des populations

Sur quoi portent vos recherches ?
Les ressources d’eau douce sont essentielles à la vie et aux activités humaines, c’est pourquoi elles doivent être suivies et anticipées de manière fiable. Cette démarche se révèle particulièrement importante dans le cadre de l’évolution du climat et des populations, alors que la pression sur la disponibilité et les besoins en eau s’intensifie. Le changement climatique devrait provoquer des modifications dans la distribution et la structure de la végétation, mais ces impacts sur la biosphère ne sont pas traduits par les modèles hydrologiques classiques. Dans cette étude, nous avons donc recours à un modèle de végétation global et dynamique afin d’estimer les futures ressources d’eau douce mondiales au moyen d’une série de scénarios climatiques et démographiques.

Quels sont vos outils ?

Mes recherches utilisent des données issues d’un assemblage de modèles climatiques mondiaux, des plus récents scénarios de changement climatique disponibles pour les 100 prochaines années et du modèle de végétation dynamique et global LPX, en vue d’évaluer quand et où les principales modifications des ressources d’eau douce risquent d’avoir lieu. S’y ajouteront diverses estimations des futures dynamiques socioéconomiques – en premier lieu l’évolution des populations – pour déterminer la variabilité des besoins hydriques.

Quelles sont les implications de vos travaux ?

La simulation intégrée de ces facteurs climatiques et démographiques permettra de prévoir les régions particulièrement exposées à des risques accrus d’inondations et de sécheresses d’ici la fin du XXIe siècle. Nous espérons qu’à l’avenir, ces résultats aideront les décideurs dans la gestion de l’eau et amélioreront ainsi les perspectives mondiales en matière de sécurité hydrique.

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