Une nouvelle étude montre que les épisodes de chaleur extrême en été et en hiver sont en augmentation aux Etats-Unis et au Canada, tandis que les épisodes de froid intense diminuent.

A la surface du globe, la température moyenne connait une élévation indéniable, les 5 dernières années (dont 2018) étant toutes dans le top 5 des années les plus chaudes, d’après la NASA. La variabilité interne du système climatique produit cependant une variation spatiale considérable.

Une nouvelle étude publiée dans le « Journal of Geophysical Research : Atmospheres » examine les températures extrêmes en Amérique du Nord. Aussi bien les températures absolues que les phénomènes relatifs. Par relatif, il faut entendre les extrêmes de température par rapport à la saison. C’est ainsi, par exemple, que l’on peut dire d’un jour d’hiver qu’il est particulièrement chaud.

Les auteurs de l’article ont utilisé un indice de température extrême sur trois jours recensant les épisodes plus chauds que le 95e percentile ou plus froids que le 5e percentile. Trois jours sont ainsi considérés comme très chauds quand ils le sont davantage que 95% de l’historique de température. Les chercheurs ont en outre combiné ces données à un facteur d’élévation pour déterminer les épisodes marqués par une hausse (ou une baisse) rapide des températures par rapport aux 30 jours précédents. Il s’agit donc d’un indice mesurant les épisodes qui sont à la fois les plus intenses et les plus abrupts. L’idée étant qu’il est plus difficile de s’acclimater quand la température varie brusquement.

Tendances des épisodes de chaleur extrême (EHE), des épisodes de froid extrême (ECE), des épisodes de chaleur extrême relative (REHE) et des épisodes de froid extrême relatif (RECE) en jours par décennie, sur la période 1980-2016. Les points indiquent les cellules de la grille dans lesquelles la tendance est statistiquement significative (p <0,05). Crédit: Scott Sheridan.

Les scientifiques  montrent que les épisodes de chaleur extrême relatifs et absolus ont augmenté aux Etats-Unis comme au Canada depuis 1980. Cette tendance à la hausse est la plus marquée dans le sud des Etats-Unis et dans le nord du Québec. Cela signifie qu’il y a davantage de jours extrêmement chauds en été et de jours considérés comme chauds pour la période, en hiver notamment.

Pour les événements extrêmes absolus, il y a une augmentation à travers les Etats-Unis et le Canada dans l’ensemble, avec en moyenne de +0,19 jour/décennie, avec environ 79% des sites affichant une tendance à la hausse. Sachant que sur la climatologie, la moyenne est de 2,4 jours de chaleur extrême et abrupte par an. Cette tendance est la plus marquée dans le sud des Etats-Unis – en particulier dans les Ozarks et le sud de l’Arizona – et dans l’extrême nord du Québec, où les tendances dépassent + 1 jour / décennie.

Malgré les vagues de froid des dernières années, les épisodes de froid extrême, relatif et absolu, sont en diminution presque partout, notamment en Alaska et dans le Nord canadien, ainsi que dans certaines zones de la côte atlantique américaine. Dans ces régions, les températures glaciales sont moins nombreuses en hiver. Les journées exceptionnellement froides d’été sont également moins fréquentes.

Les événements de froid extrême absolus ont globalement diminué (dans 86% des sites) et dans une plus grande mesure que l’augmentation des épisodes de chaleur (−0,23 jour / décennie). Cette diminution est plus prononcée dans le nord du Manitoba jusqu’aux hautes plaines, ainsi que dans certaines parties de l’archipel canadien, où les tendances se rapprochent de −0,88 jour / décennie.

Etonnement, l’Etat de New York n’échappe pas à la règle, en dépit vagues de froid des dernières années (peut-être liées au réchauffement de l’Arctique). Des descentes d’air Arctique impressionnantes ont défrayé la chronique récemment, notamment dans la première semaine de janvier 2018. Ces épisodes n’ont pas empêché la région new-yorkaise d’enregistrer une diminution des coups de froid extrêmes sur la période 1980-2016.

Même si la perte de glace de mer perturbe le jet stream et favorise la descente d’air froid, elle tend aussi à rendre les vents du nord plus chauds qu’auparavant. Ces effets contradictoires du réchauffement climatique s’annulent mutuellement, d’après une étude de James Screen publiée en 2017.

Rappelons qu’en moyenne annuelle, les Etats-Unis connaissent une nette tendance au réchauffement depuis le début des relevés de la NOAA :

Température annuelle moyenne aux Etats-Unis sur la période 1925-2017. Source : NOAA.

Les événements extrêmes par rapport à la période de l’année sont cependant moins étudiés et cette nouvelle étude est l’une des premières à examiner la question.

L’un des enseignements principaux de l’article est que les événements de température extrêmes relatifs changent plus rapidement que les événements extrêmes absolus. Dans la moitié est des Etats-Unis, des anomalies chaudes importantes se produisent dès le milieu de l’hiver jusqu’au début du printemps.

Les températures extrêmes hors saison peuvent provoquer des dégels précoces lors d’hivers doux. Les anomalies de température relative peuvent déclencher ce que l’on appelle des inadéquations phénologiques. En effet, une inadéquation de la température et de la saison peut provoquer une floraison trop précoce des arbres et une migration des oiseaux et des insectes avant qu’il n’y ait suffisamment de nourriture.