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Décembre 2016
 
 

L'Indice actuariel climatique

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par Caterina Lindman, FICA

L’Indice actuariel climatiqueMC (IAC) est une mesure trimestrielle, objective et électronique des variations de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes et du niveau de la mer. L’IAC est fondé sur des données trimestrielles saisonnières concernant six composantes et enregistrées de 1961 à l’hiver 2016. Des valeurs plus élevées de l’indice laissent présager une plus grande probabilité que surviennent des événements climatiques extrêmes par rapport aux fréquences moyennes enregistrées pendant la période de référence s’échelonnant de 1961 à 1990.

L’IAC est le fruit d’un partenariat entre l’American Academy of Actuaries, l’Institut canadien des actuaires, la Casualty Actuarial Society (CAS) et la Society of Actuaries. Le comité sur les changements climatiques nommé par ces organismes a conçu l’indice en collaboration avec des scientifiques du climat de la firme Solterra Solutions. Cet indice mesure les phénomènes climatiques extrêmes au Canada et aux États-Unis. L’IAC contribuera à informer le public de la fréquence accrue des phénomènes climatiques extrêmes observés au cours des dernières décennies. Il mettra également en valeur la profession actuarielle.

Les six composantes de l’indice sont les températures élevées, les températures basses, la puissance éolienne, les précipitations, les sécheresses et le niveau de la mer. Outre la composante concernant le niveau de la mer, l’IAC mesure des extrêmes plutôt que des moyennes étant donné la plus grande pertinence que revêtent ces dernières à l’égard des risques climatiques. Chaque composante est une mesure de la valeur actuelle par rapport à la période de référence de 1961 à 1990. En ce qui concerne les mesures climatiques, on utilise couramment une période de référence de 30 ans, laquelle est suffisamment longue pour exclure les tendances à court terme. On divise ensuite l’écart entre la valeur actuelle et la moyenne de la période de référence par l’écart-type de cette grandeur pendant la période de référence. Elle s’exprime sous la forme suivante :

Composante de l’IAC = (x - µ)/σref

On obtient ainsi une grandeur adimensionnelle appelée anomalie standardisée. L’IAC représente la moyenne des anomalies standardisées des six composantes.

La composante du niveau de la mer mesure les niveaux de la mer moyens enregistrés dans 76 stations marégraphiques du Canada et des États-Unis. Le niveau de la mer est mesuré par rapport à la croûte terrestre. Il est donc possible que les données provenant de certaines stations marégraphiques indiquent une augmentation du niveau en raison de la dilatation thermique des océans ou de la fonte de nappes de glace ancrées au sol et que d’autres indiquent une baisse du niveau de la mer parce que les mouvements de la croûte terrestre sont contrebalancés par l’augmentation du volume de l’océan. Les stations marégraphiques de l’Alaska indiquent une baisse du niveau de la mer en raison d’une augmentation de la croûte terrestre à ces emplacements.

Les valeurs des autres composantes se fondent sur des calculs réalisés à l’échelle de grilles; la taille de chaque grille est de 2,5 degrés (longitude) sur 2,5 degrés (latitude) à l’intérieur des terres et des régions côtières des États-Unis et du Canada. À l’équateur, une grille couvre une surface d’environ 275 km par 275 km, mais plus on s’éloigne de l’équateur, plus la largeur de la grille rétrécit en raison de la courbure de la surface terrestre.

Le Canada et les États-Unis sont divisés en 12 régions, pour lesquelles l’IAC est calculé individuellement. Il est également calculé pour les plus grandes régions constituées de 1) le Canada, 2) les États américains contigus et 3) l’ensemble des 12 régions (soit le Canada en entier, l’Alaska et les États américains contigus). Les 12 sous-régions sont présentées ci-dessous :

 

La composante des températures élevées est fondée sur la température représentant le 90percentile de la période de référence pour chaque jour civil. Notons que chaque cellule de la grille comporterait 30 valeurs de la période de référence pour chaque jour de l’année. Étant donné qu’il faut plus de 30 observations pour obtenir un 90percentile fiable, on utilise une fenêtre de cinq jours, soit un total de 150 observations. Par exemple, pour calculer le seuil de température du 90percentile pour le 3 novembre, on se base sur les températures enregistrées les 1er, 2, 3, 4 et 5 novembre. Lorsque la température seuil est calculée pour chaque jour civil, on calcule la fréquence des journées à température élevée pour chaque mois et chaque saison de la période courante. On pourrait, par exemple, constater que la fréquence des températures élevées a grimpé à 30 % pendant la période courante par rapport à 10 % pendant la période de référence. La composante de température de l’IAC correspond à (x - µ)/σref, x étant la fréquence des températures élevées pendant la période courante, µ étant la fréquence des températures élevées pendant la période de référence et σref étant l’écart-type de la fréquence des températures élevées pendant la période de référence. Si, dans notre exemple, la valeur σref est de 16 %, l’IAC serait (30 % - 10 %)/16 % = 1,25, soit un écart-type de 1,25 par rapport à la moyenne.

La composante de basse température est fondée sur la température du 10e percentile. L’augmentation de la fréquence des températures élevées et la diminution de la fréquence des températures basses indique un déplacement vers la droite de la fonction de distribution de probabilité des températures. C’est pour cette raison qu’on a ajouté à l’indice la diminution des froids extrêmes.

La composante des précipitations est fondée sur les valeurs correspondant aux précipitations maximales mensuelles sur une période de cinq jours consécutifs.

L’élément des sécheresses est fondé sur le nombre de jours secs consécutifs (pour lesquels on enregistre des précipitations inférieures à un millimètre) pour chaque année civile.

L’élément éolien est fondé sur la fréquence des forts vents. La valeur seuil se définit comme la moyenne plus un écart-type de 1,28 de la période de référence et saisit environ 13 % des vitesses des vents les plus élevées de la période de référence.

Résultats : les deux graphiques suivants montrent chacun trois composantes, ainsi que la valeur globale de l’IAC. Ces valeurs montrent la moyenne mobile sur cinq ans, laquelle permet de mieux discerner la tendance qui émerge des valeurs. Ce sont les composantes du niveau de la mer, des températures élevées (T90) et de la diminution de fréquence des basses températures (-T10) qui affichent les tendances les plus marquées. Les courbes de la puissance éolienne, des précipitations et de la sécheresse sont plus erratiques.

 

 

Caterina Lindman, FICA, est membre de la Commission sur les changements climatiques et la viabilité de l’ICA et présidente du groupe de travail conjoint sur l’indice climatique. Cet article a été rédigé pour l’International Association of Consulting Actuaries et est utilisé avec permission.

 

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