Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL

CHELSA

CHELSA (Climatologies à haute résolution pour les surfaces terrestres) est un jeu de données climatiques à haute résolution pour la surface terrestre de l'ensemble du globe. Hébergé par l'Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL, il est très apprécié des écologistes intéressés à la répartition des espèces. Les données sur la température et les précipitations aident à modéliser les conditions de vie des espèces.

Die graphische Abbildung zeigt die mit CHELSA errechneten Niederschlagsmuster in der komplizierten Topographie von Bhutan (Landesgrenzen in Schwarz). Der meiste Niederschlag fällt während des Südwestmonsuns im Sommer, wenn feuchte Luftmassen am Himalaya-Gebirge aufsteigen. Während andere Modelle die grossräumigen Muster auch gut abbilden, zeigt das CHELSA-Modell auf kleinerer Skala seine Stärke. Es sagt die real beobachtete Wolkenverteilung, nämlich wenig Wolken in den abgeschotteten Bergtälern, viele an den windexponierten Südflanken, korrekt vorher. (Grafik: D. Karger et al., 2017)
Figure 1: Modèles de précipitations calculés avec CHELSA dans la topographie compliquée du Bhoutan (frontières nationales en noir). La plupart des précipitations tombent pendant la mousson du sud-ouest en été, lorsque les masses d'air humide s'élèvent sur l'Himalaya. Alors que d'autres modèles montrent bien les motifs à grande échelle, le modèle CHELSA montre sa force à plus petite échelle. Il prédit correctement la distribution réelle des nuages observée, à savoir quelques nuages dans les vallées montagneuses isolées, dont beaucoup sur les flancs sud exposés au vent. (Source: D. N. Karger et al., 2017)
Die vier Karten zeigen Verbreitungsmodelle der trockenliebenden Pflanze Französischer Tragant (Astragalus monspessulanus), errechnet mit Klimadaten von WorldClim (oben) und CHELSA (unten). Die grünen Punkte zeigen die tatsächlichen Vorkommen. Der Kreis zeigt das trockene Rhonetal, wo WorldClim die Niederschläge überschätzt und damit die Verbreitung der Pflanze nicht korrekt vorhersagt. (Grafik: D. Karger et al., 2017)
Figure 2: Modèles de distribution de l'astragale de Montpellier ou esparcette bâtarde (Astragalus monspessulanus), une plante des milieux secs. Les modèles ont été calculés à partir des données climatiques de WorldClim (a, b) et CHELSA (c, d). Les points verts indiquent les occurrences réelles. Le cercle montre la vallée sèche du Rhin, où WorldClim surestime les précipitations et ne prédit donc pas correctement la distribution de la plante. (Graphique: D. N. Karger et al., 2017)

Pour pouvoir étudier les organismes vivants, les écologistes ont besoin des données les plus précises possibles sur les conditions climatiques des écosystèmes respectifs. A partir de la distribution temporelle et spatiale de la température et des précipitations, ils peuvent calculer les habitats locaux (niches), les périodes de végétation ou la distribution des espèces animales et végétales. Même minime, toute erreur dans les modèles climatiques peut rapidement conduire à des écarts importants dans ces modèles, ce qui rend difficile l'étude des changements écologiques.

Une amélioration des données climatiques est donc souhaitable, en particulier pour les régions avec une faible densité de stations météorologiques comme les montagnes ou les forêts tropicales éloignées. Avec CHELSA, les chercheurs du WSL et leurs collègues proposent une solution qui est rapidement devenue populaire auprès des écologistes, comme en témoigne l'augmentation constante du nombre de téléchargements et de publications utilisant ces données.

CHELSA résout le problème de la distribution inégale des stations météorologiques en appliquant une réduction d'échelle à un ensemble de données climatiques mondiales constamment mises à jour (ERA-interim = Global re-analysis model data set) de la résolution grossière à la résolution fine (jusqu'à environ 1 km2). Ainsi, le modèle fournit des séries chronologiques mensuelles mondiales pour les températures et les précipitations pour la période de 1979 à 2013. Il est désormais également appliqué aux scénarios de changements climatiques futurs et aux modèles paléoclimatiques, fournissant des données pour les 100 prochaines années et les 21 000 dernières années.

Les tests montrent que CHELSA génère des modèles de données climatiques plus fiables que les précédentes interpolations basées sur les données des stations climatiques - en particulier dans les régions montagneuses et dans les zones à faible densité de stations (voir publication). En particulier, les modèles de précipitations sont mieux prédits que d'autres modèles.

Dirk N. Karger et le professeur Niklaus E. Zimmermann du WSL sont responsables de l'hébergement de la base de données. La méthode a été développée en collaboration avec les universités de Hambourg (Jürgen Böhner, O. Conrad, T. Kawohl), Zurich (M. Kessler, H.P. Linder) et Göttingen (H. Kreft).

Nombre de consultations de chelsa-climate.org depuis 2016.

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