Le climat change si vite que nous n’avons pas vu à quel point les phénomènes météorologiques extrêmes pourraient devenir graves.

Les phénomènes météorologiques extrêmes sont par définition rares sur notre planète. Tempêtes féroces, vagues de chaleur torrides et vagues de froid mordant illustrent ce dont le climat est capable dans ses pires moments. Cependant, comme le climat de la Terre se réchauffe rapidement, principalement en raison de la combustion des combustibles fossiles, l'éventail des conditions météorologiques possibles, y compris les extrêmes, évolue.

Les scientifiques définissent le « climat » comme la distribution des événements météorologiques possibles observés sur une période donnée, comme la variation des températures, le total des précipitations ou les heures d’ensoleillement. À partir de ces données, ils élaborent des mesures statistiques, comme la température moyenne (ou normale). Le temps varie sur plusieurs échelles de temps – de quelques secondes à quelques décennies –, de sorte que plus la période d’analyse du climat est longue, plus ces analyses capturent avec précision la gamme infinie de configurations possibles de l’atmosphère.

En règle générale, les météorologues et les climatologues utilisent une période de 30 ans pour représenter le climat, qui est mise à jour tous les dix ans. La période climatique la plus récente est celle de 1991 à 2020. La différence entre chaque période climatique successive de 30 ans sert d'enregistrement très littéral du changement climatique.

Cette façon de penser le climat est déficiente lorsque le climat lui-même évolue rapidement. Les températures moyennes mondiales ont augmenté d’environ 0,2 °C par décennie au cours des 30 dernières années, ce qui signifie que le climat mondial de 1991 était environ 0,6 °C plus froid qu’en 2020 (en tenant compte d’autres fluctuations d’une année sur l’autre), et même plus qu’aujourd’hui.

Une cible mouvante pour les modélisateurs du climat

Si le climat est une série d’événements météorologiques possibles, ce changement rapide a deux conséquences. Tout d’abord, il signifie qu’une partie de la distribution des événements météorologiques qui composent une période climatique de 30 ans s’est produite dans un contexte climatique mondial très différent : par exemple, les vents du nord des années 1990 étaient beaucoup plus froids que ceux des années 2020 dans le nord-ouest de l’Europe, en raison du réchauffement de l’Arctique près de quatre fois plus rapide que la moyenne mondiale. Les statistiques d’il y a trente ans ne représentent plus ce qui est possible aujourd’hui.

Deuxièmement, le changement rapide du climat signifie que nous n’avons pas nécessairement connu les extrêmes que la chaleur atmosphérique et océanique moderne peut produire. Dans un climat stable, les scientifiques auraient plusieurs décennies pour que l’atmosphère prenne ses différentes configurations et provoque des événements extrêmes, tels que des vagues de chaleur, des inondations ou des sécheresses. Nous pourrions alors utiliser ces observations pour mieux comprendre ce dont le climat est capable. Mais dans notre climat en évolution rapide, nous ne disposons en réalité que de quelques années, ce qui n’est pas suffisant pour profiter de tout ce que le climat a à offrir.

Les phénomènes météorologiques extrêmes nécessitent ce que les météorologues appellent une « tempête parfaite ». Par exemple, la chaleur extrême au Royaume-Uni nécessite généralement le déplacement vers le nord d’une masse d’air en provenance d’Afrique, combiné à un ciel dégagé, des sols secs et une atmosphère stable pour empêcher la formation d’orages qui ont tendance à dissiper la chaleur.

De telles conditions « parfaites » sont intrinsèquement improbables, et de nombreuses années peuvent s’écouler sans qu’elles se produisent – ​​et ce, alors que le climat continue de changer en arrière-plan. Si l’on se base uniquement sur les observations, cela peut nous laisser terriblement mal préparés à ce que le climat peut faire maintenant, si toutes les conditions météorologiques favorables se réunissent en même temps.

Parmi les exemples récents les plus surprenants, citons la vague de chaleur extrême qui a frappé le nord-ouest de l’Amérique du Nord en 2021, dans le Pacifique, où les températures ont dépassé de 4,6 °C le record canadien précédent. Un autre exemple est l’augmentation de 40 °C au Royaume-Uni pendant l’été 2022, dépassant de 1,6 °C le record britannique précédent établi seulement trois ans plus tôt. C’est en partie la raison pour laquelle le véritable impact d’un réchauffement climatique d’une ampleur fixe n’est évident qu’après plusieurs décennies, mais bien sûr, comme le climat change rapidement, nous ne pouvons plus utiliser cette méthode.

Jouer avec le feu

Pour mieux comprendre ces extrêmes, les scientifiques peuvent utiliser des ensembles : de nombreuses simulations du même modèle météorologique ou climatique, chacune légèrement différente, pour montrer une série de résultats plausibles. Les ensembles sont couramment utilisés dans les prévisions météorologiques, mais peuvent également être utilisés pour évaluer des événements extrêmes qui pourraient se produire même s'ils ne se produisent pas réellement au moment où ils se produisent.

Lorsque les prévisions globales pour le Royaume-Uni avant la canicule de juillet 2022 ont annoncé pour la première fois une température de 40 °C, cela a révélé le type de conditions météorologiques extrêmes possibles dans le climat actuel. Même si cette prévision ne s’était pas concrétisée, sa simple apparition dans les modèles a montré que l’impensable était désormais possible. En fait, plusieurs facteurs atmosphériques naturels se sont combinés au réchauffement climatique de fond pour générer la chaleur record du 19 juillet de cette année-là.

La température la plus élevée observée chaque année au Royaume-Uni, de 1900 à 2023

Plus tard dans l'été 2022, après la première apparition de 40 °C, certaines prévisions météorologiques d'ensemble pour le Royaume-Uni ont montré une situation dans laquelle 40 °C pourrait être atteint pendant plusieurs jours consécutifs. Cela aurait constitué une menace sans précédent pour la santé publique et les infrastructures au Royaume-Uni. Contrairement au mois précédent, cet événement n'a pas eu lieu et a été rapidement oublié – mais il n'aurait pas dû l'être.

Il n’est pas certain que ces simulations représentent correctement les processus impliqués dans la production de chaleur extrême. Néanmoins, nous devons tenir compte des signaux d’alarme.

Malgré une planète qui bat des records de chaleur, l’été 2024 au Royaume-Uni a été relativement frais jusqu’à présent. Au cours des deux dernières années, les températures mondiales ont été bien supérieures à tout ce qui avait été observé jusqu’à présent, et les extrêmes potentiels sont donc probablement encore plus éloignés de ce que nous avons connu jusqu’à présent.

Tout comme ce fut le cas en août 2022, nous nous en sommes sortis pour l’instant – mais nous n’aurons peut-être pas autant de chance la prochaine fois.

Simon H. Lee, maître de conférences en sciences atmosphériques, Université de St Andrews; Hayley J. Fowler, professeure d'impacts du changement climatique, Université de Newcastleet Paul Davies, météorologue en chef du Met Office et professeur invité, Université de Newcastle