Indicateur 3 : Évolution passée des sécheresses des sols

Définition

Les sols peuvent être soumis à des sécheresses plus ou moins importantes en fonction de divers paramètres : précipitations, évapotranspiration, température, nature du sol et pratiques culturales, entre autres. Cependant, les émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique tendent à accélérer l’évolution climatique et l’influence qu’elle exerce sur l’humidité des sols.

Pour suivre cette évolution, Météo-France a modélisé l’humidité des sols en utilisant un indice appelé SWI (Soil Wetness Index), exprimé en pourcentage, qui représente la réserve utile du sol sur une profondeur de 1 à 2 mètres. Ce calcul est effectué à l’échelle de la France avec une résolution de mailles de 8 km sur 8 km, mais seules celles du bassin de la Charente sont ici utilisées, avec une maille représentative par sous-bassin.

L’étude de l’indicateur de sécheresse des sols permet de suivre l’impact de l’évolution climatique passée sur le bassin et d’identifier les zones les plus sensibles grâce à sa mise à jour régulière.

Certains sous-indicateurs correspondent à ceux utilisés par :

Sous-indicateurs

1. Évolution de l’indice d’humidité des sols

L’indice d’humidité des sols est calculé quotidiennement. Les données disponibles sur Météo-France sont mensuelles pour chaque maille et sont mises à jour annuellement.

L’objectif est de déterminer l’évolution interannuelle des sécheresses des sols, sur des périodes annuelles et saisonnières, afin de suivre l’impact du changement climatique.

Les saisons sont définies sur 3 mois :

  • pour l’hiver : mois de décembre de l’année n-1, mois de janvier et de février.
  • pour le printemps : mois de mars, avril et mai.
  • pour l’été : mois de juin, juillet et août.
  • pour l’automne : mois de septembre, octobre et novembre.

Une période de référence de 30 ans (1991 – 2020), qui définit un climat de référence, est comparée aux moyennes annuelles et saisonnières permet d’évaluer l’évolution de ces indicateurs et du changement climatique.

  • Si l’écart à la normale est positif, l’année où la saison est plus humide que la normale.
  • Si l’écart est négatif, alors l’année où la saison est plus sèche que la normale.

*Certaines tendances d’évolution sont statistiquement non significatives et sont présentées à titre indicatif 

Le modèle de calcul de l’indice d’humidité des sols utilise 170 mailles dans le bassin versant de la Charente. Cependant, seules quelques-unes de ces mailles sont représentées par sous-bassin afin d’illustrer concrètement l’évolution des tendances.

L’indice d’humidité des sols indique la réserve utile en eau : lorsque le niveau atteint 100 %, cette réserve est totalement pleine. À partir de 40 %, les réserves commencent à diminuer de façon critique, entraînant une sécheresse des sols. À 20 %, les sols sont presque totalement secs, et à 0 %, ils sont entièrement desséchés. Ces seuils sont représentés sur les différents graphiques, montrant pour chacun le niveau de la réserve utile en fonction de la normale de référence.

1.1. Indice d’humidité des sols moyen annuel

La carte ci-dessous présente les tendances de l’humidité des sols moyenne annuelles calculées pour chacune des mailles, interpolées à l’échelle du bassin de la Charente. Elle donne les tendances en pourcentage par an.

  • Le bassin affiche une diminution globale de l’indice moyen annuel de l’humidité des sols, mais avec des évolutions variant de – 0,4 % à + 0,2 % par an.

L’indice d’humidité des sols tend à diminuer au nord et à l’est du bassin, avec une diminution plus marquée à l’est.

Attention : Cette carte interpolée se base uniquement sur les données depuis 1991. Les tendances sont donc calculées sur la période 1991 – 2024. Cependant, dans certaines zones, les résultats obtenus peuvent différer sur des périodes plus longues.

Exemple du sous-bassin amont de la Seugne

L’exemple de la maille sur le sous-bassin de la Seugne en amont illustre l’évolution de l’indice d’humidité des sols annuels. Cette maille possède des données sur l’humidité des sols calculées depuis 1969, permettant d’établir une tendance pour la période 1969-2024, avec une diminution de – 0,16 % par an et sur la période 1991-2024 une augmentation très faible de + 0,03%.

En fonction de la normale climatique 1991-2020 (de 71,20 %) :

  • Il est possible d’observer que l’humidité des sols annuels a diminué à partir de la sécheresse de 1989.
  • La moyenne glissante sur 10 ans permet d’illustrer qu’entre 2000 et 2010, l’humidité des sols a été majoritairement en dessous de la normale de référence, mais ont augmenté ces dernières années.
  • La tendance observée sur la période 1991-2024 contraste en effet avec celle de 1969-2024, mettant en évidence l’importance de considérer les deux périodes pour une analyse complète.

Le seuil de 40 % est défini dans le cadre des arrêtés Cat Nat ; si ce seuil est dépassé, les sols sont considérés comme étant en sécheresse.

1.2. Indice d’humidité des sols moyen saisonnier

Les cartes ci-dessous montrent les tendances de l’humidité moyenne saisonnière des sols calculées pour chacune des mailles, interpolées à l’échelle du bassin de la Charente. Elles illustrent les tendances en pourcentage par an pour chaque saison.

  • En hiver et en automne, l’indice d’humidité moyen tend à diminuer à l’est du bassin.
  • L’été et le printemps montrent une augmentation de l’humidité des sols, pour la tendance 1991-2024, dans la partie centrale du sud du bassin.

L’humidité des sols saisonnière tend à diminuer à l’échelle du bassin en hiver et en automne, mais augmente au printemps et en été.

Attention : Cette carte interpolée se base uniquement sur les données depuis 1991. Les tendances sont donc calculées sur la période 1991 – 2024. Cependant, dans certaines zones, les résultats obtenus peuvent différer sur des périodes plus longues.

Exemple du sous-bassin de la Seugne en amont

  • L’humidité des sols par saison a diminué de – 0,04 % en 54 ans pour l’hiver, de – 0,20 % à – 0,22 % pour le printemps et l’été, et de – 0,17 % pour l’automne sur la même période.
  • Sur une période de 34 ans, l’humidité des sols par saison a diminué de – 0,33 % en hiver, tandis qu’elle a augmenté de + 0,37 % à + 0,45 % pour le printemps et l’été, et a diminué de – 0,32 % pour l’automne.

En fonction de la normale climatique 1991-2020 :

  • Pendant la période hivernale, les années où les sols sont les plus secs ou les plus humides varient d’une année à l’autre.
  • Cependant, il y a eu une succession d’années sèches de 2000 à 2010 qui a fortement influencé la tendance 1991-2024 pour la saison hivernale.
  • Pour le printemps et l’été, depuis 1990, des années avec une humidité moyenne des sols plus basse que la normale ont été observées entre 2000 et 2010, mais un retour à la normale a eu lieu ces dernières années.
  • Enfin, l’automne présente un indice d’humidité des sols plus bas que la normale presque chaque année depuis 2000, dépassant le seuil de 40 %.

L’indicateur d’évolution des sécheresses des sols saisonnières indique que le seuil de 40 % est dépassé certaines années, notamment de l’été jusqu’à l’automne.

D’autres seuils sont également représentés mais n’ont pas encore été dépassés :

  • Seuil de 20 % : sol extrêmement sec.
  • Seuil de 0 % : sol totalement sec.

2. Évolution des sécheresses des sols

L’évolution des sécheresses des sols est déterminée en fonction de l’indice standardisé de l’humidité des sols (SSWI), qui utilise l’indice d’humidité des sols et permet de comparer les sécheresses entre elles.

L’objectif est de déterminer s’il y a une évolution de l’intensité et de la durée des sécheresses des sols d’une année à l’autre, afin de mieux comprendre l’impact du changement climatique.

*Certaines tendances d’évolution sont statistiquement non significatives et sont présentées à titre indicatif 

Exemple du sous-bassin de la Seugne en amont

L’exemple du sous-bassin de la Seugne en amont illustre l’évolution des sécheresses des sols sur un secteur localisé :

  • Avant 1989, les sols étaient majoritairement humides pendant 3 à 4 mois chaque année. Depuis, cette durée a été réduite à entre 0 et 3 mois, avec des sols parfois plus secs que la normale.
  • Concernant la période plus sèche depuis 2002, celle-ci s’est allongée jusqu’à décembre, commençant dès juin, et même un peu avant certaines années. De plus, les sols secs sont présents chaque année pendant 2 à 3 mois.

Retrouver la fiche pédagogique de l’indicateur 3 ci-jointe :

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