Pourquoi les vagues de froid hivernal deviennent plus douces

La Bête venue de l’Est a ravagé une grande partie du Royaume-Uni et de l’Europe en février et mars 2018, provoquant de violentes tempêtes, des averses de neige et des vents violents. Mais à mesure que le climat change, la hausse des températures moyennes affectera la gravité des températures extrêmement froides comme celle-ci.

Dans notre dernière étude, mes collègues et moi-même avons examiné l’évolution des vagues de froid – définies comme des périodes prolongées de températures extrêmement basses entre novembre et mars – depuis 1980.

Nous avons constaté que les vagues de froid telles que la Bête venue de l’Est deviennent de moins en moins fréquentes et intenses dans l’hémisphère nord. Nous avons également constaté que certaines régions connaissent des vagues de froid moins persistantes, ou des vagues de froid plus localisées.

Dans l’ensemble de l’hémisphère nord, les jours de vague de froid ont diminué d’environ 20 jours par décennie. En Europe, la fréquence des vagues de froid régionales diminue de près d’un jour chaque année.

Des vagues de froid à grande échelle dans l’hémisphère nord se produisent à la suite d’intrusions d’air froid, provoquées par les méandres du courant-jet polaire. Caractérisé par un flux de vents forts dans la haute troposphère, ce courant-jet agit comme une barrière contenant l'air froid dans les régions polaires.

Cependant, lorsque le courant-jet polaire serpente, la barrière est perturbée, permettant à l'air froid de se déplacer vers l'équateur. Cela provoque une baisse des températures de surface.

Étant donné que l’Arctique est plus sensible au changement climatique, où les températures augmentent plus rapidement que dans le reste du monde, de nombreuses premières théories suggéraient que cela pourrait conduire à des vagues de froid plus fréquentes et plus intenses.

Mais notre étude montre l’effet inverse. Dans l’hémisphère nord, les vagues de froid deviennent plus douces à mesure que les températures globales augmentent, leur intensité ayant diminué de 0,3°C par décennie. De la même manière, les vagues de froid en Europe se réchauffent de 0,6 à 0,9°C par décennie. Des taux de réchauffement similaires se retrouvent également en Amérique du Nord et en Asie de l’Est.

La persistance des vagues de froid dans le nord de l’Amérique du Nord et le sud de l’Europe diminue d’environ un dixième de jour chaque année. De même, la superficie couverte par les vagues de froid dans le nord de l’Amérique du Nord diminue chaque décennie.

Un changement dans la variabilité de la température

Nous avons également étudié comment ces vagues de froid seraient affectées si l’augmentation à long terme des températures liée au changement climatique était supprimée. Dans ce scénario, nous avons examiné comment les effets résiduels liés aux changements dans la variabilité de la température – calculés en supprimant l’augmentation de la température à long terme – affectent le comportement des vagues de froid.

Dans la plupart des cas, les vagues de froid n’ont montré aucun changement détectable une fois l’augmentation de la température de fond supprimée. Cependant, dans le nord de l’Amérique du Nord, selon ce scénario, les vagues de froid seraient encore moins sévères.

Ainsi, notre étude révèle que dans le nord de l’Amérique du Nord, les vagues de froid deviennent nettement moins fréquentes, intenses et persistantes, même lorsque l’impact du changement climatique est exclu de nos calculs.

Nous suggérons que cela soit lié à la diminution de la variabilité de la température en Amérique du Nord en raison de la perte de glace de mer – un effet mis en évidence dans des études antérieures. En d’autres termes, la fonte des glaces de mer pourrait entraîner un réchauffement plus rapide des extrêmes froids que des extrêmes chauds.

Nos résultats montrent qu’à mesure que les températures continuent d’augmenter, les vagues de froid connues il y a quelques décennies deviennent plus rares dans une grande partie de l’hémisphère nord – et que les jours d’hiver froids et enneigés du passé deviennent de plus en plus rares pour de nombreuses personnes.

Weronika Osmolska, doctorante, École de la Terre, de l'Environnement et du Développement Durable, Université de Leeds