CLIMATOLOGIE DE L'ILE AMSTERDAM. RECHAUFFEMENT MONDIAL.

Si nous regardons d'un peu plus près les maximales (voir les deux schémas qui suivent) nous constatons que les hivers se réchauffent bien plus que les étés.

Donc, première conclusion, les températures maximales sont en nette hausse et se sont les mois d'hiver qui profitent le plus de ce réchauffement.

Jetons un coup d'oeil aux températures minimales (ci dessous). Elles sont aussi en augmentation et comme pour les maximales la hausse est plus sensible durant les mois d'hiver.

Donc, deuxième conclusion (temporaire), nous allons vers un climat de plus en plus chaud soit, mais où les hivers seront les grands gagnants. Hivers peu marqués, étés chauds, pluies importantes (si le climat se réchauffe la pluie augmente, normal, l'air chaud contient plus de vapeur d'eau que l'air froid, donc il est susceptible de donner plus de pluie) un climat sub tropical quoi, doux à longueur d'année et bien arrosé. Oui mais, si les zones proches du quarantième connaissent un tel climat, au Sud les déserts vont s'étendre, et au Nord les glaces vont fondre. Et les évènements extrèmes (tempêtes, cyclones et autres trublions météorologiques), que vont ils devenir ?? Les cyclones vont ils gagner les latitudes moyennes ? les tempêtes de l'atlantique Nord vont elles devenir plus fréquentes ou vont elles toucher des zones plus au Sud ou à l'Est ? Et si de tels évènements se produisent seront ils accidentels ou faudra t il les inclure dans un long processus de changement ? dur dur d'être météo.

Donc, j'explique, enfin si je peux.

Si l'on veut rester un tant soit peu objectif il faut se poser quelques questions :

Question un :
Quelles sont les causes de la variabilité du climat.

1) Les variations dues aux paramètres orbitaux de la Terre (explication des origines cycliques du Climat).

- Ce sont sans conteste les plus importantes à l'échelle climatique, et leur rôle est désormais extrêmement bien connu (théorie de Milutin Milankovitch et André Berger). Elle montre que les variations conjuguées de la forme de l'orbite terrestre, de l'inclinaison de l'axe de rotation de la terre, l'attraction solaire et lunaire, et la non sphéricité de la Terre, génèrent des cycles de 100.000 ans, mais aussi de 41.000, 23.000 et 19.000 années (sans oublier bien sûr la période d'un an)

. Cette théorie a reçu plusieurs vérifications éclatantes avec l'examen de sédiments marins, mais surtout grâce aux forages profonds réalisés à Vostok en Antarctique par des chercheurs français et russes, qui permettent de reconstituer les variations détaillées de la température sur les quatre périodes glaciaires s'étant produites lors des 420.000 dernières années.

- Les carottages de Vostok ont également permis de mesurer par analyse de l'air emprisonné dans la glace les teneurs en méthane et en CO2 , qui sont fortement corrélées à la température. Ceci supporte l'hypothèse que la teneur en gaz à effet de serre a joué déjà par le passé un rôle prépondérant dans l'alternance de périodes glaciaires et interglaciaires. Des prévisions basées sur les théories astronomiques ont été faites dès 1988: elles prévoient en l'absence de toute perturbation (en particulier humaine), la poursuite pendant encore 5000 ans du refroidissement engagé voici 6000 ans. Ceci était cohérent avec la chute régulière de la température observée depuis le début du 2ème millénaire jusqu'au milieu du 19ème siècle, mais infirmé par les faits ensuite.

2) Les variations dues aux phases d'activité solaire

L'activité solaire présente une forte variabilité sur une large gamme d'échelles de temps : cycle de 11 ans associé au nombre de taches solaires, de 22 ans résultant du renversement du champ magnétique de ces taches, de 90 ans, de 180 ans,...Un certain nombre de corrélations liant activité solaire et paramètres climatiques ont été établies, par toujours totalement convaincantes. On note toutefois que les périodes d'activité solaire minimale correspondent à des épisodes froids, par exemple pendant les deux périodes les plus froides du petit Age Glaciaire aux XV et XVIIème siècles (respectivement minimum de Spöler de 1400 à 1510, et minimum de Maunder de 1645 à 1715 pendant le règne de Louis XIV). Ceci n'est pas étonnant sachant que la constante solaire (l'énergie qui arrive au sommet de l'atmosphère) dépend du nombre de taches solaires, mais aussi d'autres paramètres solaires comme son activité magnétique.

3) Les variations dues à l'oscillation australe et l'oscillation nord Atlantique

El Niño et La Niña constituent deux éléments majeurs de la variabilité du Climat. Il s'agit de phénomènes océaniques (d'origine mal connue), se traduisant:
- en période El Niño par des températures de surface (les quelques premières dizaines de mètres) anormalement chaudes dans le centre et l'est du Pacifique autour de l'Equateur. Lors du dernier épisode (1997-1998), l'anomalie a atteint 4°C (moyenne sur le domaine 5S-5N x 150W-90W), et localement 5°C sur l'équateur dans le Pacifique Est au plus fort du phénomène en décembre 97.
- en période La Niña par des températures de surface dans la même zone anormalement froides. Du fait du fort couplage existant entre océan et atmosphère, El Niño et la Niña constituent les deux états extrêmes de ce que l'on appelle l'oscillation australe, qui se traduit dans l'atmosphère par une variation à intervalles irréguliers (3 à 7 ans) du champ de pression moyen entre l'ouest et le sud-est du Pacifique tropical.

On caractérise l'oscillation australe par la différence de pression entre Tahiti et Darwin en Australie. L'indice est <0 en période El Niño, >0 pendant La Niña et l'on appelle l'ensemble des phénomènes atmosphériques et océaniques ENSO (El Niño-Southern Oscillation en anglais).

A noter: - la date des événements les plus récents :

Niño: 1972, 1976, 1982, 1986, 1991, 1994, 1997 (la date mentionnée signifie généralement un phénomène culminant pendant l'hiver à cheval sur l'année indiquée et la suivante).

Niña: 1970, 1973, 1975, 1988, 1995, 1999. Certaines données ont permis de reconstituer l'historique des événements plusieurs centaines d'années dans le passé.

-Il en ressort :

a) qu'on a relevé par le passé plus d'épisodes El Niño que La Niña, et donc qu'un événement El Niño n'est pas forcément suivi d'une Niña. (environ 1/3 des cas seulement sur 130 ans).

b) que dans les deux situations, on note des impacts sur la quasi totalité du globe, mais de façon très régionalisée. La majorité des impacts se produit dans la ceinture intertropicale (mais peu d'effets en Afrique hors de l'Afrique du Sud et de la région du Lac Victoria), avec certains impacts également significatifs aux latitudes plus tempérées.

4)Les variations dues à l'Oscillation Nord Atlantique (NAO)

Elle se caractérise par un dipôle d'anomalies de pression de signes opposés entre le sud et le nord du bassin Atlantique, l'une centrée sur le sud du Groenland et l'autre vers les latitudes comprises entre 35 et 40N. Elle est couramment quantifiée par la différence de Pression en hiver entre Ponta Delgada aux Açores (ou Lisbonne) et Reykjavik en Islande, qui mesure l'importance relative de la dépression islandaise et de l'anticyclone des Açores.

La phase " positive " de la NAO dans laquelle nous nous trouvons depuis 1970 (à l'exception notable de 1996) reflète des pressions en dessous de la normale aux hautes latitudes de l'Atlantique Nord et des pressions supérieures à la normale au-dessus de l'Atlantique Nord central, de l'Europe et de l'est des Etats Unis. Elle se traduit par un renforcement de la composante ouest des vents au-dessus de l'Atlantique nord, et dans ces conditions, les dépressions atlantiques ont tendance à passer au Nord du bassin.

Ces conditions sont souvent associées:

- à des températures hivernales supérieures à la normale au-dessus d'une grande partie de l'Europe, et en dessous des normales au Groenland , dans le Sud de l'Europe et au Moyen Orient.

- à des précipitations supérieures à la normale au-dessus de l'Europe du Nord et la Scandinavie, et en dessous des normales au-dessus de l'Europe Centrale et méridionale.

Fort de tout ce savoir, nous pouvons nous poser la question deux :

Que nous apprennent les relevés météorologiques que nous possédons ?

1) Que certains gaz à effet de serre sont en nette hausse (+30% pour le dioyde de carbone, +100% pour le méthane) qu' il y a une augmentation de l'ozone troposphérique, mais une diminution de l'ozone stratosphérique.
NB) Il est bon de se souvenir que le principal gaz à effet de serre, même s'il ne représente que 1% des gaz atmosphèriques, est la VAPEUR D'EAU. Sans l'effet de serre qu'il occasionne la Température moyenne de la Terre serait de -15° au lieu de +15°).

2) Que la température moyenne à la surface de la Terre s'est élevée de 0,6°C (+ou -0,2) depuis la fin du XIXème siècle avec une forte variabilité géographique (ex : forte cohérence en France : 0,6° dans le N, 1° dans le S), avec quelques exceptions comme le sud-est des USA, le nord de la Scandinavie et de la Russie voisine, qui se sont refroidis.

4) Qu'au niveau global, les dix années les plus chaudes se sont produites depuis 1981, dont sept dans les années 1990 (1998, 97,95,90,99,91), avec une exception marquante: le refroidissement de 1992 chiffré à 0,2°C, résultant des grandes quantités d'aérosols émises par l'éruption du Pinatubo en 1991, dont les effets radiatifs se sont manifestés jusqu'en 1993.

6) Que les deux hémisphères se sont réchauffés de la même façon depuis 1860, mais deux fois plus vite dans l'hémisphère nord pendant les deux périodes 1910-1945 et 1976-1999 .

10) Que cette variation de température sur le XXème siècle est considérable sur une aussi courte période.

Après la dernière grande glaciation, il y a 110.000 ans, le climat global a été soumis à une série d'oscillations, dont les deux les plus proches de nous ont conduit à une période froide ayant son apogée vers 18.000 ans avant JC, avec une température globale inférieure de 5°C à ce qu'elle est aujourd'hui, et un niveau de la mer plus bas de 120m. La Manche n'existait pas, et les glaciers alpins arrivaient jusqu'à Lyon. En Scandinavie, l'épaisseur de glace se chiffrait sans doute en kilomètres. La déglaciation qui a suivi a été progressive, et est arrivée à son terme vers 5000 avant JC, avec en Europe des étés plus chauds (de l'ordre de 2°C) et des hivers plus froids que maintenant. Il en est résulté une remontée des océans de 100 m étalée sur 10.000 ans. Des variations de la température globale de quelques degrés ont donc des conséquences considérables.

10) Que pour ce qui est des précipitations l'augmentation globale est chiffrée entre 1 et 2% sur le XXème siècle, ce qui est très faible.

Question numéro trois:
Tout cela a-t-il une influence sur les évènements extrèmes ?

On peut se poser la question au vu d'événements dévastateurs récents en France (tempêtes de décembre 99, inondations de l'Aude en novembre 99), ou à l'étranger (cyclone Mitch). Ce qu'on peut dire en premier lieu, c'est qu'on ne déclare pas une modification radicale et globale du climat au vu d'un événement ayant affecté une petite portion du globe. Il faut avoir en tête la grande variabilité naturelle du Climat, et la notion de probabilité d'événements extrêmes, pour lesquels des théories validées existent.

A l'échelle globale, il n'y a pas de tendance claire à la modification de la variabilité ou la fréquence des extrêmes. Toutefois, aux échelles régionales de tels changements sont évidents, principalement à des échelles de temps décennales et multidécennales.

Il est vraisemblable que la fréquence des événements associés à des précipitations intenses soit plus grande là où les cumuls annuels ont augmenté, en particulier aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère nord, et particulièrement sur l'Atlantique nord depuis 1988. Toutefois la fréquence de ces événements peut avoir également augmenté dans des zones où les cumuls annuels n'ont pas augmenté (par exemple l'Asie orientale).

La variabilité de la température a décru, essentiellement à cause de l'augmentation prononcée des températures nocturnes : il y a une réduction très significative de la fréquence des températures largement inférieures à la normale, mais l'augmentation de la fréquence des températures très supérieures à la normale est moins apparente.

Evénement de type La Niña moins fréquents depuis 1976, El Niño plus fréquents et plus persistants (mais le lien avec le réchauffement global n'est pas établi)

Des chercheurs suédois, anglais ont récemment reconstitué l'activité tempétueuse en mer du Nord et sur les îles britanniques depuis la fin du XIXème siècle jusqu'à nos jours. L'analyse révèle une augmentation de l'intensité des tempêtes à partir du milieu des années 60, ce que l'on observe également en France. Mais si l'on regarde plus en détail, on s'aperçoit que l'intensité des tempêtes n'a cessé de diminuer depuis le début du XXème siècle, et qu'en fait les valeurs actuelles ont retrouvé simplement des valeurs comparables à celles de la fin du XIXème siècle. D'ailleurs l'année à plus forte activité tempétueuse dans cette zone reste 1882. Cela dit la faible densité des mesures sur les océans interdit d'étendre cette conclusion à l'ensemble de l'hémisphère nord, et rien ne peut être dit pour l'hémisphère sud.

L'occurrence des cyclones tropicaux est fortement influencée par l'Oscillation Australe : tendance à l'augmentation en période El Niño dans le Pacifique, à la diminution dans le Pacifique à l'ouest du 160ème et dans l'Atlantique (mais on dispose d'informations limitées avant le début de l'observation satellitale en 1960). L'inverse en situation La Niña. Cependant la variabilité reste dominée par des variations multidécennales. Il n'y a pas de tendances à long terme significatives.

Quelques études régionales sur les orages, la grêle, les tornades, ne mettent pas en évidence de tendances à long terme. Il en va de même des pluies importantes du Sud de la France de cette fin 2000, rares mais pas exceptionnelles (les années 1916, 1960, 1926 et 1959 avaient déjà connu des quantités de pluie supérieure à cette année 2000) mais ces pluies sont arrivées dans un contexte de sécheresse hivernale qui affecte le pourtour méditerranéen depuis le milieu des années 1970. Cette sécheresse étant attribuée à la phase positive de l'oscillation nord-atlantique et non pas à une anomalie globale du climat.

Que peut on dire en conclusion ?

1) Que le globe est sujet à un réchauffement global à l'échelle du siècle écoulé, auquel se superposent des variations régionales dues à des modifications de la circulation atmosphérique et océanique de plus courte durée (interannuelle à multidécennales types ENSO et NAO) et qu'il ne faut surtout pas assimiler les deux effets.

2) Qu'il n'est pas démontré que les évènements extrêmes récents soient le signe du changement climatique. Mais que quand le changement climatique sera pleinement perceptible, il est vraisemblable qu'il puisse s'accompagner d'une augmentation des évènements extrêmes.

Voilà, pour l'instant on ne peut pas en dire beaucoup plus à moins de dire plein de grosses bêtises. Mais il existe des outils qui eux, peuvent essayer de simuler le climat des prochaines décennies, ce sont les modèles climatiques et ils sont pleins d'enseignements.

LES ENSEIGNEMENTS TIRES DES MODELISATIONS CLIMATIQUES.

-PROJECTIONS ISSUES ESSENTIELLEMENT DE MODELISATIONS CLIMATIQUES.
Il existe actuellement de par le monde une quinzaine de modèles climatiques globaux (dont 3 français), auxquels on fait confiance suite à de nombreuses validations.

-CONCERNANT LES GAZ A EFFETS DE SERRE. La Production de CO2 continue à être dominée par la combustion de combustibles fossiles
- Les modèles indiquent un pouvoir de stockage du carbone par les océans et la biosphère réduit (mais les émissions restent le facteur dominant l'augmentation de la teneur atmosphérique)
- Des concentrations de 550 ppm à 800 ppm sont attendues en fin de 21 ème siècle selon les scénarios (actuellement près de 350 contre 280 à l'ère pré-industrielle) AEROSOLS
- les scénarios prévoient des augmentations ou des diminutions. Rôle majeur du sel marin

LA TEMPERATURE.
- Dans l'hypothèse d'un doublement de la teneur en CO2, les modèles climatiques prévoient une augmentation de température de l'ordre de 2,5° (gamme 1,5 à 4,5° selon scénarios et modèles retenus).
- Un réchauffement plus prononcé la nuit que le jour, l'hiver que l'été, aux pôles qu'aux latitudes moyennes, en altitude qu'au sol à l'équateur, et l'inverse aux pôles, sur les continents que sur les océans.

PRÉCIPITATIONS.
- L'eau atmosphérique et les précipitations devraient globalement augmenter. Effet fortement modulé par la latitude : Précipitations augmentées dans la plupart des zones tropicales et aux hautes latitudes, diminuer dans les zones subtropicales. Intensification du cycle hydrologique (zones humides plus humides, sèches plus sèches)

-CONCERNANT LES EXTREMES
On attend :
Plus de fortes chaleurs et moins de forts froids.
Une augmentation des risques de sécheresse là où les précipitations diminueront.
Une augmentation des intensités de précipitations (pas des occurrences) d'où des risques d'inondations accrus.
El Niño : plus forts

Les connaissances sont insuffisantes concernant la fréquence et l'intensité des systèmes perturbés des latitudes moyennes

Rappel sur les modèles climatiques :

Dans ceux qui permettent de simuler plusieurs décennies ou siècles d'évolution du climat, la résolution est de plusieurs centaines de km. Cela permet de comptabiliser les dépressions et de les classer en fonction de leur intensité- les plus creuses étant associées aux tempêtes- et de détecter d'éventuels changements de tendance. Mais ce n'est pas suffisant pour reproduire cyclones tropicaux et tempêtes de petites dimensions. On doit alors utiliser l'évolution de paramètres statistiquement reliés à ces phénomènes extrêmes, comme la variabilité de la pression en altitude. La région où elle est la plus forte correspond à la zone dite du rail des dépressions localisée autour de 50N dont on peut apprécier l'éventuelle déformation.

Que se dégage t'il des études utilisant les scénarios d'évolution de la teneur en gaz à effet de serre ?

- Le changement climatique simulé par les modèles climatiques se traduit en général par une réduction de la différence de température entre basses et hautes latitudes dans les basses couches de l'atmosphère (<5km)(on rappelle que cette différence et la rotation terrestre sont les 2 moteurs de la circulation générale). Si l'on en restait là, on devrait s'attendre à une circulation générale moins vigoureuse, et à une variabilité atmosphérique atténuée. En fait, les modèles simulent une intensification de la convection tropicale, ayant pour effet d'augmenter à haute altitude la différence de Température entre le pôle et l'équateur, allant en sens inverse de l'effet précédent.
- Une conclusion commune à plusieurs recherches est que le réchauffement global devrait s'accompagner d'un déplacement vers le Nord et parfois vers l'est du rail des dépressions de l'Atlantique nord (cf tempêtes de décembre 1999) , ainsi qu'une intensification de sa variabilité. Ceci reviendrait à pérenniser les conditions associées à la phase >0 de l'Oscillation Nord Atlantique que nous connaissons depuis les années 1970, et qui se traduit par des hivers doux en Europe. Toutefois les conséquences sont loin d'être identiques dans les différents modèles :

a) Augmentation des tempêtes pour une équipe de Cologne, liée à l'augmentation du gradient de pression nord-sud (mais le lien entre fréquence et intensité des tempêtes et NAO reste à établir)

b) Aucune modification de l'intensité des tempêtes pour une équipe allemande de Hambourg.

c) Décroissance de la fréquence et de l'intensité des tempêtes sur l'ensemble de l'Atlantique Nord pour une équipe néerlandaise (sauf légère augmentation en mer du N et golfe de Gascogne).

d) Réduction du nombre total de dépressions avec augmentation des tempêtes, mais sans modification significative de leur trajectoire pour une équipe canadienne.

Ces contradictions s'expliquent par une compétition de mécanismes agissant très probablement dans la nature, mais que les modèles reproduisent diversement.

-CONCERNANT LES GLACIERS ET GLACE DE MER.
Diminution des étendues neigeuses et de la glace de mer.
Retrait de la majorité des glaciers.
Couches de glace arctique et antarctique : Fonte limitée au XXIème siècle.

-CONCERNANT LE NIVEAU DE LA MER.
Augmentation entre 10 et 90 cm (pb pour estuaires et atolls)

Voilà, tout cela ne satisfera certes pas les amateurs de sensationnel mais ce petit laïus a au moins le mérite d'être honnête et objectif eu égard aux connaissances du moment. Si le réchauffement planétaire est indiscutable, il en est tout autrement des conséquences. Je pense aux sophistes "un cheval borgne est rare, tout ce qui est rare est cher, donc un cheval borgne est cher" si vous voulez penser que quelques anomalies météorologiques localisées sont le signe d'un dérèglement complet du climat, libre à vous, mais soyez prudents dans vos assertions. Pour ma part j'ai plein de chutes de pluie, de neige, de coup de froid, de vent fort, de tempêtes toutes aussi exceptionnelles les unes que les autres et qui de mémoire d'hommes n'avaient jamais été constatées auparavant, sauf que quand on commence à faire quelques recherches sur les évènements climatologiques de sa région, on se rend vite compte que l'exceptionnel du moment devient banal aux fils des siècles. Mais là n'est plus le propos de ce site, nous en reparlerons dans mon prochain site internet "le climat de la côte d'azur".

Jean-Luc Bourrian le 12/01/2001.