Prévoir des vagues exceptionnelles de chaleurs estivales en Europe

Prévoir un ou plusieurs mois à l’avance d’importantes vagues de chaleur estivales similaires à celles qui ont touché l’Europe durant les étés 2003 et 2010 demeure un défi pour les météorologues. Pour la première fois, une étude franco-suisse, impliquant des chercheurs du LSCE[[Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement qui fait partie de l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL).]] (CNRS/CEA/UVSQ[[Université de Versailles St-Quentin-En-Yvelines.]]) et de l’École polytechnique fédérale de Zürich (ETH Zürich), avec la société ARIA Technologies, apporte des données déterminantes pour la prévision de tels événements climatiques, notamment en Europe.

En effet, les chercheurs ont montré que ces fortes chaleurs se développent très rarement après des mois pluvieux, de janvier à mai, sur le sud de l’Europe. Par contre, un hiver et un printemps secs ne permettent pas de prévoir si l’été suivant sera ou non marqué par de fortes chaleurs. Et avec le phénomène de changement climatique global, la probable raréfaction des précipitations en Europe du Sud devrait fortement augmenter l’apparition de vagues de chaleur intenses, alors même que leur prévision en fonction des précipitations restera très difficile. Ces résultats viennent d’être publiés en ligne par la revue Nature Climate Change.

Durant la dernière décennie, l’Europe a été marquée par une série de vagues de chaleur estivales exceptionnelles, tels que les épisodes de canicule de 2003 en Europe et de 2010 en Russie. Lourds de conséquences pour nos sociétés, ces étés très chauds préfigurent probablement le climat estival à venir, sous l’effet du changement climatique. Mais la capacité à prévoir ces événements demeure actuellement très faible. Une étude effectuée par des chercheurs du LSCE (CNRS/CEA/UVSQ) et de l’École polytechnique fédérale de Zürich (ETH Zürich), avec la société ARIA Technologies, montre pour la première fois dans quelle mesure les précipitations durant le printemps et l’hiver permettraient de prévoir la fréquence de jours très chauds[[Jours dont la température moyenne est dans les 10% des températures les plus élevées.]] durant l’été suivant, et les raisons physiques qui sont à l’origine d’une telle prévisibilité.

Grâce à l’analyse de plus de 60 ans de données de précipitations et de températures provenant de plus de 200 stations météorologiques réparties sur l’Europe, les chercheurs ont d’abord confirmé, à l’échelle de l’Europe entière, plusieurs données concernant des régions sud-est de l’Europe[[Hirschi, M. et al. Observational evidence for soil-moisture impact on hot extremes in southeastern Europe. Nature Geosciences 4, 17-21 (2010).]] : un hiver et un printemps pluvieux inhibent l’apparition de fortes chaleurs estivales, alors qu’une sécheresse ou des pluies limitées, mais restant dans la norme, favorisent leur apparition. Ce sont exclusivement les précipitations localisées dans le sud de l’Europe qui permettent la prévision de températures élevées sur la plus grande partie de l’Europe (ouest et centre). Les chercheurs ont également montré que la prévisibilité des fortes chaleurs dépend de la circulation atmosphérique (cyclonique et anticyclonique). En effet, associée à des conditions anticycloniques et après un épisode important de sécheresse, l’énergie solaire est restituée par la surface terrestre sous forme de chaleur sensible[[La chaleur sensible concerne l’élévation ou la baisse de température d’un corps, sans changement de phase.]], amplifiant ainsi le phénomène de sécheresse.

En revanche, après un ou plusieurs mois pluvieux, une part importante de cette énergie est utilisée pour l’évaporation de l’humidité des sols et la transpiration des plantes, ce qui limite fortement l’augmentation des températures. Même après un printemps très sec, de fortes précipitations en début d’été peuvent, comme cela fut probablement le cas en juin 2011, rapidement empêcher l’apparition de températures élevées et donc d’épisodes de chaleurs intenses. Les fortes chaleurs se développent donc très rarement après des mois pluvieux, de janvier à mai, sur le sud de l’Europe. Par contre, un hiver et un printemps secs ne permettent pas de prévoir si l’été suivant sera ou non marqué par de fortes chaleurs. Les chercheurs ont aussi analysé la capacité de 14 modèles globaux de simulation du climat, utilisés pour les projections climatiques futures en Europe, à représenter les relations entre les précipitations printanières et les températures d’été. La plupart de ces modèles montre effectivement l’existence de telles relations, mais de façon atténuée : les températures d’été sont moins corrélées avec les précipitations des mois précédents que dans les observations. Les modèles qui simulent le mieux cette corrélation sont ceux qui prévoient des tendances plus marquées que les autres modèles pour l’évolution climatique : des hivers et printemps plus secs sur les régions méditerranéennes[[Voir également : Seneviratne, S.I., et al., 2012 : Changes in climate extremes and their impacts on the natural physical environment. In : Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation (IPCC SREX report) l Field, C.B., V. Barros, T.F. Stocker, D. Qin, D.J. Dokken, K.L. Ebi, M.D. Mastrandrea, K.J. Mach, G.-K. Plattner, S.K. Allen, M. Tignor, and P.M. Midgley (eds.) l]] et des étés plus chauds sur l’Europe.

Figure 1 – Schéma simplifié de la sensibilité des fortes chaleurs estivales à la circulation atmosphérique estivale (possibilités dans les colonnes) et aux conditions d’humidité des sols (possibilités dans les lignes). © B. Quesada

Référence

Asymmetric European summer heat predictability from wet and dry southern winters and springs Benjamin Quesada, Robert Vautard, Pascal Yiou, Martin Hirschi and Sonia I. Seneviratne, Nature climate change, online, May/27/2012. doi:10.1038/nclimate1536

Contact

– Coline VERNEAU – CEA l T. +33 (0)1 64 50 20 11 Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Centre de Saclay l 91191 Gif-sur-Yvette Cedex
– www.cea.fr

 

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