La NASA et la NOAA ont signalé conjointement que 2016 a été l’année la plus chaude jamais enregistrée. Ce n’est pas une surprise, car les six premiers mois de l’année ont tous été exceptionnellement chauds.
Pourtant, la nouvelle est significative pour ce qu’elle dit du réchauffement climatique : avant 2016, les 10 années les plus chaudes enregistrées l’ont été depuis 1998. Et l’année dernière a été la troisième année consécutive où un nouveau record mondial de température annuelle a été établi.
Malgré la chaleur record en cours à l’échelle de la planète, le scepticisme à l’égard du réchauffement climatique anthropique, ou d’origine humaine, demeure.
Pour certains, le fait que les météorologues ne puissent pas prévoir le temps plusieurs jours à l’avance est la preuve que les scientifiques ne peuvent pas prévoir le climat de la Terre dans les années ou les décennies à venir.
Pourquoi des scientifiques comme moi ont-ils confiance pour prédire des chaleurs record des mois à l’avance, et en quoi les prévisions climatiques diffèrent-elles des prévisions météorologiques ?
Prévisions météorologiques basées sur les mouvements de l’atmosphère
Les prévisions météorologiques tiennent compte de l’évolution des systèmes météorologiques, notamment des régimes de pression atmosphérique. La pression atmosphérique est la force exercée par le poids des molécules d’air.
Les régions où l’air s’enfonce ont une pression élevée, et généralement un temps chaud et beau. Les systèmes de basse pression, également appelés cyclones, se produisent là où l’air monte et produisent généralement un temps plus frais et humide.
Cette carte montre le classement pour la température moyenne annuelle de 2016 par État. Les classements font référence à la période d’enregistrement de 122 ans entre 1895 et 2016.
Un classement de 122 indique une chaleur record – 2016 a été la deuxième année la plus chaude jamais enregistrée pour les États-Unis contigus.
La précision des prévisions météorologiques jusqu’à environ deux semaines s’ est grandement améliorée ces dernières années. Mais les systèmes atmosphériques ne persistent pas longtemps, et les prévisions au-delà de ce laps de temps deviennent beaucoup moins précises.
Par exemple, la prévision de la formation de systèmes de basse pression (cyclogènes) et de leur déplacement sur la côte est des États-Unis représente un défi.
Un écart de seulement 80 km à l’est ou à l’ouest par rapport à la trajectoire prévue peut faire la différence entre un blizzard, une tempête de pluie balayée par le vent ou un événement manqué.
De même, les prévisions concernant la quantité de pluie qui tombera lors d’une chaude journée d’été peuvent être très incertaines. Lorsqu’une prévision annonce des “orages isolés”, on s’attend à ce que les facteurs qui contrôlent la formation des orages, tels que le réchauffement diurne, le flux d’humidité et les vents de niveau supérieur, soient présents.
Mais ces facteurs évoluent considérablement au cours d’une journée donnée, ce qui rend difficile la prévision des précipitations totales, en particulier sur une petite zone.
Il est donc difficile de dire s’il pleuvra sur votre parade ou sur celle de la ville voisine – le terme d’orage “pop-up” est approprié.
Cela ne veut pas dire qu’il ne faut pas se fier aux avertissements d’orages violents. Dans ce cas, les prévisions de temps violent sont souvent faites pour des régions géographiques plus vastes, et uniquement lorsque les conditions sont réunies.
Les facteurs qui produisent du temps violent couvrent une plus grande superficie que ceux qui conduisent à des tempêtes isolées. Les progrès technologiques, notamment l’amélioration des radars et l’utilisation de superordinateurs, permettent également d’améliorer la précision des prévisions de temps violent.
Le rôle de la chaleur des océans
Contrairement aux prévisions basées sur le mouvement des systèmes météorologiques transitoires, les prévisions climatiques autour de la température et des précipitations, par exemple, utilisent des ensembles de données complètement différents.
Pour établir des prévisions sur plusieurs mois à plusieurs décennies, les scientifiques utilisent les variations océaniques, d’autres facteurs naturels (variations solaires, éruptions volcaniques) et l’influence primordiale de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère.
Ces variables évoluent et exercent leur influence sur des mois et des années, contrairement aux régimes de pression atmosphérique qui peuvent changer en quelques heures ou quelques jours.
Un facteur important dont l’effet s’étend sur plusieurs mois à environ un an est El Niño, le réchauffement périodique des températures océaniques dans le Pacifique tropical.
Ce schéma de réchauffement de l’océan et les effets associés sur l’atmosphère exercent une forte influence au-delà des tropiques qui peut être prise en compte dans les prévisions climatiques.
Cette carte montre les anomalies de température de surface des terres et des mers mélangées, ou les changements par rapport aux moyennes historiques, pour 2016 en degrés Celsius :
Les données sur les températures des océans sont essentielles car la majeure partie du rayonnement solaire qui frappe la Terre est absorbée par les océans du monde. Poussés par cette énergie, les océans et l’atmosphère distribuent la chaleur autour du globe.
Les années qui suivent un El Niño ont tendance à être plus chaudes que celles où les conditions sont proches de la normale (également appelées neutres) ou La Niña. La présence de La Niña entraîne souvent une baisse de la température mondiale.
Cela nous indique que la quantité relative de chaleur dans les eaux de surface du Pacifique tropical peut être utilisée pour prévoir les températures mondiales plusieurs mois à l’avance, ce qui est exactement ce qui s’est passé pour prévoir la température record de l’année dernière.
En décembre 2015, le Met Office du Royaume-Uni a prédit que 2016 serait une année de chaleur record, entre 0,72 et 0,96 degré Celsius au-dessus de la moyenne à long terme (1961-1990).
L’annonce qu’ils font aujourd’hui que 2016 a été 0,77℃ au-dessus de la moyenne se situe dans la fourchette prévue.
Début 2016, Gavin Schmidt, de l’Institut Goddard d’études spatiales de la NASA, a prédit que 2016 serait 1,3℃ au-dessus des températures de la fin du XIXe siècle – remarquablement proche de la hausse de 1,2℃ annoncée aujourd’hui.
Qu’en est-il de 2017 ? Dans sa mise à jour du 12 janvier, la NOAA a prévu une transition d’un faible La Niña à des conditions neutres au cours du premier semestre de 2017.
L’influence de La Niña en début d’année est centrale dans les prédictions selon lesquelles 2017 sera légèrement plus fraîche que 2016, mais toujours parmi l’une des années les plus chaudes jamais enregistrées.
UK Met Office
Il convient d’ajouter que la chaleur record de 2016 n’est pas uniquement due à El Niño. En effet, les années El Niño deviennent plus chaudes, tout comme celles où il y a une La Niña, en raison de la tendance générale au réchauffement due à l’augmentation des concentrations de GES.
Influence combinée des facteurs humains et naturels au fil du temps
Au-delà des effets océaniques, d’autres facteurs naturels sont connus pour influencer le rythme du réchauffement. Les grandes éruptions volcaniques, en particulier celles qui se produisent sous les tropiques, peuvent avoir un effet de refroidissement global en bloquant le rayonnement solaire.
Par exemple, l’éruption du mont Pinatubo en 1991 a entraîné une baisse de la température moyenne mondiale d’environ 1 degré Fahrenheit (0,6℃).
Le refroidissement, cependant, est généralement de courte durée et prend fin lorsque les aérosols volcaniques – les petites particules qui bloquent la lumière du soleil – tombent en pluie.
Les variations de la production solaire peuvent également influencer le climat. La tendance au réchauffement observée au cours des dernières décennies ne peut toutefois pas être attribuée aux changements du soleil.
L’impact de la variabilité solaire sur le changement climatique est évident, mais l’effet des GES s’est avéré beaucoup plus considérable à court terme.
Les projections du réchauffement à des échelles de temps plus longues – plusieurs décennies ou plus – sont basées sur les simulations des modèles climatiques et sur notre compréhension de la sensibilité du système climatique aux augmentations futures des concentrations de GES dans l’atmosphère.
Les modèles ont montré que le réchauffement futur devrait être dominé par l’augmentation des niveaux de GES par rapport aux variations de la variabilité interne des océans et d’autres facteurs naturels.
Le réchauffement sera amplifié par des rétroactions impliquant le cycle du carbone, l’humidité atmosphérique et d’autres facteurs. Par exemple, la vapeur d’eau étant un puissant GES, l’augmentation des quantités d’humidité atmosphérique renforcera le réchauffement.
En outre, les émissions provenant de l’Arctique sont particulièrement préoccupantes et menacent de faire passer l’Arctique d’un puits de carbone à une source.
Seize des 17 années les plus chaudes ont eu lieu au cours de ce siècle. Il existe un consensus scientifique écrasant sur le fait que les actions humaines réchauffent la planète.
Dans le même temps, nous continuons à améliorer les prévisions météorologiques et climatiques, ce qui nous permettra de mieux comprendre le comportement du système climatique sur différentes périodes et à plusieurs échelles spatiales.
Ces recherches permettront d’améliorer la précision – et la confiance – des projections pour l’avenir.