L’hydroclimat européen vers ses frontières millénaires.

Carte d'Europe

Les fluctuations multi-échelles persistantes entraine l’hydroclimat européen vers ses frontières millénaires.

Ces dernières années, on s’est de plus en plus préoccupé par les effets du réchauffement climatique sur les ressources en eau, en particulier à l’échelle régionale et continentale. Le dernier rapport du GIEC sur les extrêmes indique qu’il existe une confiance moyenne quant à une augmentation de la fréquence des sécheresses en Europe au cours du XXe siècle

. Nous utilisons ici la reconstruction paléoclimatique de l’Atlas de l’Ancien Monde sur la sécheresse pour montrer que lorsque l’hydroclimat de l’Europe est examiné dans une perspective millénaire et multi-échelle, une diminution significative de la sécheresse peut être observée depuis 1920 sur la majeure partie de l’Europe centrale et septentrionale.

Au contraire, dans le sud, les conditions de séchage ont prévalu, créant un intense dipôle nord-sud. Dans les deux cas, les conditions hydroclimatiques se sont déplacées et, dans certaines régions, ont dépassé leurs limites du millénaire, demeurant à ces niveaux extrêmes pendant la période la plus longue du record des 1000 ans.

Introduction

La compréhension des modèles spatio-temporels de la variabilité hydroclimatique a été l’un des sujets les plus difficiles de la recherche climatique et hydrologique contemporaine en raison de ses nombreuses composantes et des processus non linéaires impliqués. Les modèles basés sur la physique ne peuvent pas représenter adéquatement la complexité du système hydroclimatique, surtout lorsqu’il s’agit de modèles régionaux et de leurs liens avec la circulation atmosphérique.

Il n’est donc pas surprenant que l’on se demande si la fréquence et la gravité des sécheresses augmentent à l’échelle mondiale ou si l’augmentation de la température mondiale a entraîné une augmentation de la sécheresse dans les régions arides et une augmentation de l’humidité par rapport aux régions humides. Les reconstructions paléoclimatiques pourraient potentiellement servir de base nécessaire non seulement pour l’intégration modèle-observation, mais aussi pour l’inférence probabiliste, par exemple pour l’estimation de la période de retour des événements extrêmes.

Le Old World Drought Atlas (OWDA), une reconstruction des anneaux d’arbres de l’indice de gravité de la sécheresse Palmer sur l’Europe et certaines parties de l’Afrique du Nord et du Moyen-Orient pour la saison chaude des 2000 dernières années (juin à août). L’OWDA suit la méthodologie appliquée dans des études similaires sur les conditions hydroclimatiques de l’Amérique du Nord ou de l’Asie et présente des périodes pluridécennales de sécheresse et d’humidité sur de vastes étendues d’Europe.

Dans cette étude, nous examinons les données empiriques de l’OWDA afin de mieux comprendre le régime hydroclimatique actuel de l’Europe et de le situer dans son contexte à long terme. Il est intéressant de noter que l’Europe a été l’une des régions dont les rapports les plus contradictoires concernant les changements récents de ses conditions hydroclimatiques et leurs extrêmes, c’est-à-dire les sécheresses et les inondations.

On s’entend généralement pour dire que les latitudes septentrionales sont de plus en plus humides, tandis que le sud se déplace dans la direction opposée. Cependant, la longueur limitée des enregistrements d’observation nous empêche d’évaluer l’importance du changement observé dans le contexte à long terme. L’OWDA, ou des reconstructions similaires, pourrait nous aider à en déterminer l’importance, en comparant la variabilité récente aux fluctuations multidécennales du passé.

Résultats

Fluctuations à échelles multiples et conditions de courant

Depuis le début du millénaire, l’hydroclimat européen fluctue entre les conditions pluviales et sèches. Plusieurs écarts par rapport aux conditions moyennes peuvent être identifiés à l’échelle climatique (30 ans), en fonction de leur sévérité et de leur étendue spatiale. Parmi eux, quatre correspondent à des conditions humides et trois à des conditions sèches, révélant deux caractéristiques distinctes ; les intervalles secs durent généralement plus longtemps que leurs homologues humides, et au cours des 90 dernières années, les conditions humides ont prévalu, affichant un comportement plus persistant que par le passé. Le seul intervalle humide avec une durée similaire du courant pluvial peut être trouvé dans 1113-1172, mais les écarts sur 30 ans n’étaient pas aussi sévères et spatialement répartis.

Lorsqu’on les examine au niveau régional, ces périodes commencent et se terminent rarement simultanément ou ont la même gravité dans chaque région. Cette propagation hétérogène est confirmée par les enregistrements d’observation et des études similaires sur les sécheresses européennes.

L’augmentation récente de l’humidité est observée principalement dans les îles britanniques, en Scandinavie, en France et en Europe centrale et orientale.

Même s’il y a eu également une hausse dans la péninsule ibérique et la mer Méditerranée au cours de l’intervalle 1953-1982, elle a été suivie par trois décennies plutôt sèches, qui peuvent être d’une sévérité sans précédent sur la Méditerranée orientale et peut-être liée au réchauffement climatique dû à une évapotranspiration accrue.

Ces résultats sont en accord avec les changements de précipitations dans les ensembles de données du CRU, du GHCN et du GPCC, tels que présentés dans le dernier rapport du Groupe de travail I du GIEC (Groupe de travail I du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat).

De plus, la comparaison de la dynamique hydroclimatique temporelle récente avec les autres pluviales prône le fait que le pluvial récent a la progression la plus persistante, et ce n’est qu’au cours des années 1113-1142 et 1713-1742 que le même schéma dans la fréquence des extrêmes à travers l’échelle a été observé. Même s’il y a eu aussi des tendances de température positives dans ces deux périodes, un examen plus approfondi a révélé d’autres périodes avec des changements thermiques similaires sans augmentation correspondante des conditions pluviales.

En tout état de cause, les résultats susmentionnés soulignent la nécessité d’analyser l’influence de la température sur les sécheresses/pluies, en particulier en ce qui concerne le changement climatique futur. Puisque la validité des simulations actuelles du modèle pour les précipitations est encore largement débattue, nous devrions essayer de comprendre dans quelle mesure l’augmentation projetée de la température, qui est actuellement mieux représentée par les modèles du système terrestre, pourrait affecter le régime hydroclimatique à venir.

Liens avec la température et les oscillations de l’Atlantique Nord (NAO)

Un moyen simple d’évaluer le changement observé pourrait être de le considérer comme une conséquence de l’intensification du cycle global de l’eau due au réchauffement climatique. Du fait de l’application directe de l’équation Clausius-Clapeyron, une augmentation de la température devrait intensifier le cycle global de l’eau en raison de l’augmentation correspondante de la capacité de rétention d’eau dans l’atmosphère.

Cela a été démontré dans les premières tentatives de modélisation du climat de la Terre (par exemple, l’étude de Washington et de Meehl) et est toujours soutenu par des modèles physiques modernes. Des études d’observation récentes, cependant, ont douté de sa validité, impliquant des mécanismes non linéaires significatifs et un rôle plus actif de la circulation atmosphérique, en particulier sur la terre ferme.

La circulation atmosphérique et plus particulièrement l’oscillation de l’Atlantique Nord (NAO) pourrait également être une explication possible pour les dipôles substantiels qui émergent au-dessus de l’Europe, comme le séchage ibérique vs. le mouillage scandinave. Cependant, un examen plus approfondi des caractéristiques spatiales de l’OWDA révèle une riche compilation de modèles multidécennales qui pourraient difficilement être évalués par rapport à des modes spécifiques de circulation atmosphérique.

En outre, alors que l’OWDA fait référence aux conditions de la saison chaude, le NAO a une influence plus forte et spatialement plus étendue sur le climat européen pendant l’hiver. Au cours de l’été, on sait qu’il affecte les zones de latitude moyenne à élevée à l’ouest et, par conséquent, les liens avec la sécheresse sont moins susceptibles de se manifester à l’échelle continentale.

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