SPRING FROST RISK IN THE MARNE VINEYARD IN CHAMPAGNE: SPATIAL MODELLING OF MINIMUM TEMPERATURES AND WINDS AT LOCAL SCALE
L'aléa gélif printanier dans le vignoble marnais en Champagne. Modélisation spatiale à une échelle fine des écoulements de l'air et des températures minimales
Résumé
Due to its northern location, the Champagne vineyard is particularly sensitive to frosts occurring in spring just after the restart of the buds. In order to understand this climatic constraint at the topoclimatic scales, which are relevant for a vineyard, we used climatic data (temperature, cloud cover and wind) coming from a dense network of 23 meteorological stations in the Marne vineyard (for the six springs 1998-2003) as well as altitude and land cover data. Firstly, we study the spatial and temporal variabilities of minimum temperatures and winds. By the mean of different statistical methods (univariate to multivariate), we characterize the spring night topoclimate of the Marne vineyard. We observe the role of topography, for example the position of the stations on the hillsides, on the spatial distribution of minimum temperatures. Moreover, we show the existence of slope winds which develop gradually during the night. We apply then several interpolation methods (geostatistic and multicriteria) to our data in order to obtain a frost risk estimate for the whole vineyard. The multicriteria approach is the most efficient due to its ability to take into account the station environment. The built models explain quite well the spatial distribution of minimum temperatures. Finally, with the aim of integrating the wind effects in our models, we simulate the Meso NH numerical model for one day corresponding to radiative conditions which yield a strong cooling and variability. The outputs, in qualitative agreement with the observations, illustrate well the interactions between slope winds and the general wind and allow locating the cold air accumulation zones.
Par sa situation septentrionale, le vignoble champenois est très sensible aux événements gélifs se produisant au printemps (après le débourrement des bourgeons). Pour appréhender cette contrainte climatique aux échelles spatiales fines, pertinentes dans le cas d'un vignoble, nous avons utilisé les données climatiques provenant d'un réseau dense de 23 stations du vignoble marnais (pour 6 printemps 1998-2003) ainsi que des données d'altitude et d'occupation du sol. Nous étudions dans un premier temps les variabilités spatiale et temporelle des températures minimales et des écoulements de l'air. En utilisant diverses méthodes statistiques, nous caractérisons le topoclimat nocturne printanier du vignoble marnais. Nous mettons ainsi en évidence l'influence de la topographie sur la répartition spatiale des températures minimales. De plus, nous montrons l'existence de brises de pente, qui se développent progressivement au cours de la nuit. Dans un second temps, nous utilisons des méthodes d'interpolation spatiale géostatistique puis multicritère, afin de spatialiser l'aléa gélif. Prenant en compte l'environnement des stations, l'approche multicritère se révèle plus performante. Les modèles construits expliquent assez bien la répartition spatiale des températures minimales. Enfin, dans le but d'intégrer les écoulements de l'air dans nos modèles statistiques, nous réalisons une simulation du modèle numérique Meso NH pour une date représentative des conditions radiatives. Les sorties, qualitativement en accord avec les observations, illustrent bien les interactions entre les brises de pente et le vent général et permettent de localiser les zones d'accumulation d'air froid.