Mémoires d'Actuariat

Modélisation de l’influence du réchauffement climatique sur la fréquence des ouragans aux Etats-Unis
Auteur(s) VAN RIJ B.
Société SCOR
Année 2022

Résumé
La température globale à la surface de la terre a augmenté en moyenne de 1°C par rapport à l’ère préindustrielle (1850-1900) et les sept dernières années ont été les plus chaudes jamais enregistrées. La température moyenne globale en 2020 par exemple était de 1,2°C au-dessus du niveau de l’ère préindustrielle, alors que l’accord de Paris prévoit de contenir cette augmentation « bien en dessous de 2°C » tout en poursuivant les efforts pour la contenir à 1,5°C. Parallèlement, l’activité cyclonique semble s’intensifier, en particulier dans l’Atlantique Nord, menaçant les Etats-Unis, actuellement le plus gros marché d’assurance. Peut-on pour autant en déduire que le réchauffement climatique augmente la fréquence des ouragans, ou celle des ouragans les plus intenses ? Nous avons proposé dans ce mémoire une modélisation de la relation entre températures de l’eau et nombre annuel d’ouragans et d’ouragans majeurs (catégorie 3 à 5) aux Etats-Unis, à partir des données historiques depuis 1850 et en utilisant à la fois des méthodes de régression classiques et des algorithmes d’apprentissage supervisé. Appliqués aux projections de températures du GIEC, ces modèles nous ont donné une prédiction du nombre annuel moyen d’ouragans et d’ouragans majeurs à horizon milieu et fin du XXIème siècle. Enfin, par une application actuarielle simple, nous en avons déduit une estimation de la sinistralité moyenne au niveau marché à ces deux horizons de projection. Mots clés : réchauffement climatique, catastrophes naturelles, ouragans, Atlantique Nord, Etats-Unis, apprentissage supervisé

Abstract
Global surface temperature has increased by an average of 1°C compared to the pre-industrial era (1850-1900) and the last seven years have been the warmest on record. The global average temperature in 2020, for example, was 1.2°C above the pre-industrial level, while the Paris Agreement calls for containing this increase "well below 2°C" while continuing efforts to contain it within 1.5°C. At the same time, hurricane activity seems to be intensifying, particularly in the North Atlantic, threatening the United States, currently the largest insurance market. Can we conclude that climate change increases the frequency of hurricanes, or that of the most intense hurricanes? In this thesis, we proposed a model of the relationship between sea surface temperatures and the annual number of hurricanes and major hurricanes (category 3 to 5) in the United States, based on historical data since 1850 and using both classical regression methods and supervised learning algorithms. Applied to IPCC temperature projections, these models gave us a prediction of the average annual number of hurricanes and major hurricanes in the mid to late 21st century. Finally, through a simple actuarial application, we provided an estimate of the average insured industry loss at these two projection horizons. Keywords: climate change, natural catastrophes, hurricanes, North Atlantic, United States of America, supervised machine learning

Mémoire complet