mardi 18 février 2014

Waterworld

Introduction 


Prévision MétéoBelgique vous avez déjà présenté ici même un bref aperçu des événements marquants de cet Hiver :

http://previsionsmeteobelgique.blogspot.fr/2014/02/lhiver-2014-de-tout-les-exces.html

La situation est à ce point remarquable que les médias commencent même à s'emparer du sujet :

http://www.lesoir.be/469150/article/actualite/sciences-et-sante/2014-02-16/rechauffement-arctique-modifierait-climat-en-amerique-du-nord-et-en-europe

http://www.rtbf.be/info/monde/detail_le-rechauffement-arctique-modifierait-le-climat-aux-usa-et-en-europe?id=8202202

Le ton très prudent de l'article ne doit cependant pas masquer le fait qu'un changement climatique est bien en cours. La théorie a commencé à prendre forme il y a une dizaines d'années. Prévision MétéoBelgique soutient ces thèses depuis sa fondation ( http://previsionsmeteobelgique.blogspot.fr/2013/03/mars-2013-froid-loscillation-arctique.html ou http://previsionsmeteobelgique.blogspot.fr/2012/10/fonte-record-dans-larctique-et.html ). Et chaque année qui passe ne fait que renforcer la convergence des preuves. De plus en plus souvent, le jet semble se comporter bizarrement. La circonspection des scientifiques tient surtout à la problématique de l'attribution.
Si un fumeur de longue date meurt d'un cancer du poumon, spontanément nous lions sa maladie à son tabagisme. Pour autant, il n'existe aucune preuve formelle qu'il est malade du tabac. Les scientifiques se contentent de dire qu'en toute généralité, fumer augmente le risque de développer un cancer. Les humains, depuis la nuit des temps, ont toujours eu des cancers. Et peut être que le fumeur pris en exemple aurait eu un cancer même si il n'avait jamais approché une cigarette.
Pour le changement climatique, nous avons le même problème. Des événements météorologiques extrêmes se produisent depuis la nuit des temps. Et les scientifiques se bornent à dire que le changement climatique augmente la probabilité d'événements extrêmes. Sur un hiver ponctuellement, il est très délicat de faire le lien avec le réchauffement global. Pour autant, nous nous doutons bien que ce n'est pas juste la faute à "pas de chance" si nous enchainons ainsi les bizarreries en tous genres depuis une quinzaine d'années. Il est bien impossible d'établir un lien formel entre le réchauffement climatique et les événements de cet Hiver, expliquant le ton prudent de l'article. Pour autant, les changements sont consistants avec l'évolution attendue, et cela ne risque pas de s'arranger avec les années qui passent.

Ici nous parlerons en particulier de la façade Ouest de l'Europe, qui connait des inondations régulières. Que ce soit la mer qui envahit les terres :


ou les rivières qui débordent : 


Chaleur et humidité


Nous parlerons beaucoup physique dans cette partie, mais nous tenterons de rester le plus simple possible. Pour bien commencer, clarifions l'idée de pression. La pression d'un gaz est en fait la manifestation de son poids. Plus la masse d'un gaz est élevé, plus sa pression est importante. La répartition de la pression à la surface de la Terre (la succession des dépressions et des anticyclones) est donc essentiellement une répartition de la masse à la surface de la Terre.

Nous allons donc expliquer un peu plus en détail les mécanismes physiques en jeu. Cependant, si vous voulez éviter de lire un grand paragraphe de physique, vous pouvez terminer de lire ce passage, et passer au graphique de la température et masse de vapeur d'eau à 925 hPa. L'idée forte est donc : 

Plus l'air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d'eau. 

Le sujet est posé de suite, mais ne craignez rien nous allons nous expliquer. 
Une loi physique découverte il y a plus de deux siècles déjà, explique que l'équilibre entre la phase vapeur et la phase liquide d'un composé chimique dépend essentiellement de la température.
Qu'est ce que cela veut dire en français ? 

En fait, la matière peut exister sous forme solide, liquide ou gazeuse. L'eau par exemple se rencontre sur Terre sous la forme solide ( la glace ), sous forme liquide ( l'eau ) et sous forme gazeuse ( vapeur ). Le cycle de l'eau illustre bien la coexistence de ces différents états. L'eau des mers, lacs et rivières s'évaporent dans l'atmosphère. La vapeur d'eau forment alors des nuages, qui précipitent soit en neige, soit en pluie. 


L'eau existe ainsi sur Terre sous tout les états. Il existe assez peu d'autres composés qui puissent changer d'état aux températures habituelles. Les métaux, solides, peuvent par exemple devenir liquides mais seulement après un chauffage important (au moins 1000°C en général). Une exception notable est le mercure qui lui est normalement liquide. Cependant, le mercure solide est quelque chose de nettement moins courant alors... Le mercure liquide a été utilisé pour les thermomètres. Il est reconnaissable à son aspect liquide et argenté : 

Ensemble de thermomètres à mercure. Source wikipedia : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kwikthermometers.jpg
Notons un point alors important. Il est parfois question de "vapeur de mercure". En effet, dans un thermomètre, le sommet du tube n'est pas vide. Le mercure s'évapore spontanément pour occuper tout le volume. Il y a donc toujours dans un thermomètre du mercure gazeux. Lorsque le thermomètre est brisé, sans même toucher le liquide, nous pouvons respirer des vapeurs. Les effets sur la santé sont alors particulièrement sympathique... Nous ne pouvons pas voir les vapeurs. Par contre nous pouvons voir l'interface entre la phase liquide et vapeur. Ou, dit plus prosaïquement, le niveau de mercure dans le thermomètre. 
Pour revenir à l'eau, elle a donc cette particularité de pouvoir être à la fois solide, liquide, et vapeur. 

La question qui se pose alors est de savoir sous quelle(s) conditions l'eau change d'état. Quels sont les "seuils" qui déterminent le passage d'une phase à l'autre ? Ce diagramme montre que la limite entre deux phases est seulement fonction de la température et de la pression : 

Diagramme de phase de l'eau, source wikipedia : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Diagramme_de_phases_de_l'eau.svg
Déjà, prenons nos repères dans ce diagramme. La température est indiqué en degré Celsius en bas et en rouge. Sur Terre, les températures vont classiquement de -60°C (en Sibérie et en Antarctique) à +50°C (dans les déserts chauds, notamment le Sahara), avec quelques extrêmes plus appuyés localement. Dans cette gamme de température, les trois phases de l'eau sont bien possibles. 
Pour l'autre axe, l'axe vertical, il s'agit de la pression. Elle est indiqué à gauche -en rouge à nouveau- en bar. Une pression de 1 bar correspond à la pression atmosphérique. 
Remarquons qu'à 0°C et une atmosphère, l'eau gèle. Et qu'à 100°C et une atmosphère, l'eau bout. Cela correspond bien à ce que nous savons. L'eau bout à 100°C, l'eau gèle à 0°C. 

Parlons déjà de la phase liquide. La masse des océans, des lacs et des rivières est essentiellement constitué d'eau. Il arrive par temps froid que cette masse gèle. Nous parlerons de banquise si il s'agit de la mer, et simplement de glace dans les autres cas. 
Cependant, à la surface de ce liquide, l'eau s'évapore spontanément pour occuper l'ensemble du volume atmosphérique. Un peu comme un thermomètre de mercure, où il se forme une interface entre la phase liquide et vapeur. L'équilibre entre la phase liquide et vapeur est essentiellement du à la température ambiante. 
Précisons un point en particulier. Par exemple, à 25°C, la pression de vapeur est normalement d'environ 30 hPa (30 millibars, 3 centièmes de la pression atmosphérique). Cela n'indique pas que la pression atmosphérique est de 30 hPa (cela ferait une sacrée foutue dépression...). La pression est toujours d'environ 1 bar ( 1000 hPa ), et il n'y a pas de raison qu'elle bouge de beaucoup. La pression dont il est question ici est uniquement celle de la phase vapeur de l'eau.
L'air a une pression de 1000 hPa, et dans ces 1000 hPa, la vapeur d'eau contribue pour 30 hPa. 
Ainsi, lorsque nous parlons de pression, c'est bien la pression de la vapeur d'eau, et non la pression atmosphérique. L'expression consacrée pour cet usage est "tension de vapeur", mais le mot tension est bien là pour parler d'une pression, du poids de la vapeur d'eau dans l'air. 

Nous le disions, la pression est essentiellement une manifestation de la masse d'un gaz. Si l'atmosphère a une masse fixe, ce qui limite les possibilités de voir sa pression variait, ce n'est pas le cas pour l'eau. Localement, la masse de vapeur peut varier très fortement. Et ces variations sont liés aux températures. Le diagramme met en évidence qu'un air froid contiendra potentiellement moins de vapeur qu'un air plus chaud. 

C'est bien le point important de cette histoire. De l'air plus chaud pourra plus se charger en vapeur d'eau. En réalité cette loi est vrai quelle que soit le composé concerné. Si vous voulez briller en société, il s'agit de la relation de Clausius Clapeyron. Pour l'eau, elle implique que l'atmosphère pourra contenir environ 6% à 7% de vapeur d'eau en plus pour un degré de réchauffement. 

Et les conséquences de cette loi sont gigantesques pour le changement climatique. En premier, la masse de vapeur d'eau dans l'atmosphère augmente bien avec la température. Elle est nommé humidité spécifique, car il est calculé plus exactement la masse de vapeur d'eau par rapport à 1 kg d'air. Cela reste cependant bien une masse d'eau : 

Température et humidité spécifique à 925 hPa (750 mètres environ). Source : Reanalysis I du NCEP NCAR, http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/reanalysis.shtml

En bleu, nous avons la moyenne annuelle de la température à 925 hPa. Et en rouge, nous avons l'humidité spécifique. Les deux échelles ont été alignées à peu près. Une variation de 2°C de la température (de 10°C à 12°C sur l'axe de gauche), correspond donc à une variation d'environ 14% de la teneur en vapeur d'eau. Et une variation de 14% sur une valeur de 7 grammes par kilogramme donne environ 8 grammes par kilogramme de borne supérieur. Nous voyons de suite que la température et l'humidité évolue ensemble de manière remarquable. 

Pour conclure ces généralités, nous pouvons donc dire que plus l'air est chaud, plus il peut être humide. Et lorsque nous prenons les données du monde réel, c'est tout à fait ce qui est observé. 

L'Atlantique et l'Europe


Rappelons déjà que l'Hiver, globalement, est très doux. Le mois de Janvier est le troisième plus chaud pour la NASA : 

Anomalie des températures à 2 mètres. Source :  GISS, NASA http://data.giss.nasa.gov/gistemp/
Le froid aux USA n'apparait pas particulièrement spectaculaire, surtout comparé aux anomalies en Alaska et dans le Nord canadien... Le temps bien doux en Europe se confirme également.

Pour l'Europe donc. Cet Hiver, le flux d'Ouest aura été particulièrement vigoureux. Il aura aussi été particulièrement humide pour la façade Ouest de l'Europe, du Portugal à l'Irlande en passant par la Galice.

Regardons un peu ce qui passe du côté de l'Atlantique. L'océan aura été particulièrement doux : 

Anomalie des températures de surface de la mer (SST en anglais). Source : OSPO, http://www.ospo.noaa.gov/Products/ocean/index.html
Les températures sont dénommés SST (Sea Surface Temperature, température de surface de la mer). Les anomalies chaudes dominent visiblement l'ensemble des océans. Dans l'Atlantique, c'est particulièrement vrai entre 20° Nord et 40° Nord. Cette anomalie aura alimentée en humidité les dépressions atlantiques.

Nous avons ici représenté les SST et l'humidité pour l'Atlantique entre 10° Nord et 40° Nord, et entre 80° Ouest et 20° Ouest. Pour Décembre et Janvier, la moyenne des SST (température de surface de la mer) et de l'humidité à 1000 hPa (au dessus de la surface) montrent une claire tendance à la hausse. Et en ce qui concerne cette année, la moyenne de Décembre 2013 et Janvier 2014 est dans le haut du panier : 

Température de surface de la mer (SST) et humidité spécifique à 1000 hPa (surface environ) pour l'Atlantique tropical et subtropical Nord. Source : Reanalysis I du NCEP NCAR, http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/reanalysis.shtml
Un océan plus chaud a pu alimenté en humidité les dépressions venues de l'Atlantique. 

Restons cependant bien clair. Il ne s'agit pas de justifier que les tempêtes sont plus nombreuses à cause du réchauffement. Nous affirmons juste qu'une atmosphère plus chaude et aussi plus humide. Cela tend alors à empirer la gravité de tout événement météorologique. Cette année, la circulation d'Ouest a de toute façon était particulièrement forte. Les raisons de cette circulation sont multiples. Les perturbations du courant jet (jet stream en anglais) suite au réchauffement climatique ont sans doute favorisé son accélération sur l'Europe de l'Ouest. De plus la configuration en tripôle des anomalie de SST est également favorable à un flux d'Ouest. 

Cependant, chaque dépression qui est passé avait à sa disposition une plus grande réserve d'humidité.

Le Royaume-Uni est alors particulièrement en difficulté. Avant de continuer à parler de chiffres, et sans prétendre faire une revue de presse, quelques liens pour illustrer : 





L'étendue des inondations est visible depuis l'espace : 

Image satellite du Sommerst, avant les inondations et le 8 Février 2012. Source : http://www.theguardian.com/environment/2014/feb/13/storms-floods-climate-change-upon-us-lord-stern

L'église de Tirley à 800 mètres de distance du lit de la rivière, et 4 mètres d'élévation au dessus... 

Saint Michael and All Angels Church, Tirley, Gloucestershire 


En France, la Bretagne a également été victime des intempéries : 





Et jusqu'en Galice les pluies font parler d'elle, même si la situation est moins catastrophiques qu'en Grande-Bretagne : 


Pour revenir au Royaume-Uni, les inondations se sont développés dans un contexte déjà humide. Le mois d'Octobre avait été particulièrement arrosé, le mois de Novembre normal, le mois de Décembre proche des record. Le mois de Janvier exceptionnellement pluvieux, et le mois de Février toujours très humide ont achevé de compléter les excédents. Au mois de Janvier, il est tombé plus de 220 millimètres dans l'Ouest de l'Angleterre, de la Cumbrie aux Cornouailles, et jusqu'à 250 millimètres localement. L'Est, notamment l'Anglia était "sous le vent" et on était relativement plus épargné, avec des totaux de l'ordre de 90 millimètres pour les régions les moins arrosés :

Total des précipitations mensuelles en millimètres pour l'Angleterre et le pays de Galles. Source : Agence de l'Environnement,  http://www.environment-agency.gov.uk/research/library/publications/33995.aspx

Le débit des rivières a alors approché ou dépassé les records, avec des valeurs allant de 150% à plus de 300% de la normale. La Tamise (the Thames) particulièrement a dépassé son record :

Débit des rivières anglaises et galloises en pourcentage de la normale. Source : Agence de l'Environnement,  http://www.environment-agency.gov.uk/research/library/publications/33995.aspx

La synthèse des chiffres par la BBC : http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-26175213

Ailleurs dans le monde, des inondations violentes frappent l'Afrique de l'Est. Le Zimbabwe a du demandé une aide d'urgence:


Et la  situation au Burundi est tragique : 


Niveau de l'océan


Une autre conséquence plus directe et plus évidente du réchauffement climatique est la hausse du niveau de la mer. 
Au niveau global, les satellites mettent en évidence un rythme d'élévation de 3.2 millimètres par an environ : 

Hausse du niveau de la mer. Source : http://www.aviso.oceanobs.com/en/news/ocean-indicators/mean-sea-level/
Cette hausse est du environ pour moitié à la dilatation thermique des océans, et pour moitié à la fonte des glaciers et calottes glaciaires. 
Pour l'Europe de l'Ouest, nous pouvons regarder la station de Brest qui possède une série particulièrement longue. Le niveau de la mer pris en référence est celui de la marée basse, ce qui explique que les chiffres soient déjà de l'ordre de 6 à 7 mètres. Cela veut dire que le niveau moyen à Brest est 6 ou 7 mètres au dessus du niveau à marée basse : 

Niveau moyen de la mer à Brest. Source : http://www.psmsl.org/data/obtaining/stations/1.php
Nous pouvons remarquer que le niveau est monté de 20 centimètres pour Brest. Ce qui reste un peu près vrai pour l'ensemble des côtes du Nord-Ouest de l'Europe. 

Ici, établir un lien est bien plus évident. Le réchauffement cause une élévation du niveau des océans, qui sont alors d'autant plus susceptibles de pénétrer les terres lors d'une tempêtes. 

Le Somerset en Angleterre a été particulièrement concerné cette année :


mais c'est bien l'ensemble de l'aménagement des côtes qui devra être revu à terme. 

Il s'était passé la même chose un peu plus tôt cet Hiver. Lorsque Xaver avait frappé le Nord-Ouest de l'Europe le 6 Décembre, la mer avait eu d'autant plus de facilité a progressé dans les terres, que le niveau de la mer est en hausse constante. 



Par exemple à Ostende, le niveau de la mer a atteint 6.33 mètres le 6 Décembre : 

Niveau de la mer les 5 et 6 Décembre 2013 à Ostende. Source : http://www.mumm.ac.be/EN/News/item.php?ID=339
Cependant, le niveau est monté de 20 centimètres en deux siècles environ, et de 10 centimètres depuis la tempête de 1953. 

Accélération du cycle hydrologique


Nous avons expliqué qu'un air plus chaud et aussi plus humide, ce qui renforce la probabilité d'événements extrêmement pluvieux. Cependant, ce n'est pas la seule conséquence. Un air plus chaud peut contenir plus d'humidité, mais cette humidité doit bien avoir une origine. Au dessus de l'Atlantique cette année l'évaporation s'est grandement accéléré pour gaver les dépressions de vapeur. Cependant, ne nous inquiétons pas pour cet océan, ce ne sont pas quelques cyclones qui le videront de son eau. 
Ceci n'est plus vrai pour les terres, où la plus grande évaporation peut causer des sécheresses bien plus sévères. L'eau est pompé du sol plus rapidement si l'air est sec. C'est d'ailleurs le principe du sèche-cheveux, soufflé de l'air chaud pour sécher les cheveux... Nous avons donc à la fois des sécheresses plus extrêmes et des inondations plus extrêmes. Sans même parler de perturbations du courant-jet, les événements météorologiques évolueront donc vers toujours plus d'extrêmes. Globalement, le monde devrait devenir plus humide, mais localement des régions pourraient devenir aride ou osciller entre trop peu et trop d'eau. 

Ailleurs dans le monde, l'effet sèche-cheveux est donc en route, et marche terriblement bien. La Californie est ainsi aux prises avec une sécheresse historique qui menace gravement l'économie de l'État le plus riche et le plus peu peuplé des USA.  


Alors que la Californie est un important producteur de fruits et légumes, la question se pose de savoir si ces cultures sont encore viables, remettant en cause la pérennité de tout un pan de l'activité économique des États-Unis :


Et le Brésil n'est pas en reste : 


Conclusion


Deuxième article de PMB pour cet Hiver, et il y a de quoi dire tant cet Hiver est hors norme. Il ne sera peut être pas le plus chaud en Belgique, il ne sera peut être pas le plus chaud en moyenne pour le globe. Mais en tout cas, personne n'aura été épargné par les anomalies en tout genres. Et les impacts sont potentiellement critiques, notamment en ce qui concerne la production alimentaire mondiale. La sécheresse au Brésil et en Californie menace de provoquer une flambée des prix de certaines matières premières agricoles. 

lundi 10 février 2014

L'Hiver 2014, de tout les excès

Introduction


La météo de ce mois de Janvier aura fait parler d'elle. Vague de froid aux États-Unis, douceur marquée en Europe, bateau pris dans les glaces en Antarctique, inondations en Italie, les sujet n'ont pas manqués.

Les médias, n'en pouvant plus de superlatifs, ont particulièrement apprécié le sujet du froid aux États-Unis. À grands renforts d'expressions comme "front polaire", "exceptionnel", "vortex polaire", ils n'ont pas hésité à s'appesantir sur le sujet  :

http://www.rtbf.be/info/monde/detail_vague-de-froid-inhabituelle-dans-le-sud-est-des-etats-unis?id=8187333

http://www.7sur7.be/7s7/fr/2664/Catastrophes-Naturelles/article/detail/1783171/2014/01/29/Vague-de-froid-inhabituelle-dans-le-sud-est-des-Etats-Unis.dhtml

http://www.lalibre.be/actu/international/l-est-des-etats-unis-frappe-par-une-nouvelle-vague-de-froid-52df9dc1357029ad9fcbfecd

En Italie, les inondations ont également fait la une :

http://www.lameuse.be/923732/article/actualite/faits-divers/2014-01-31/des-pluies-torrentielles-provoquent-des-inondations-sur-une-grand-partie-de-l-

http://www.lesoir.be/416758/article/actualite/monde/2014-02-01/neige-pluie-et-tempete-sur-l-italie

Ces anomalies sont consistantes avec les profondes perturbations du jet dont nous avons plusieurs état sur ce blog même :

http://previsionsmeteobelgique.blogspot.fr/2012/10/fonte-record-dans-larctique-et.html

http://previsionsmeteobelgique.blogspot.fr/2012/09/la-fonte-de-la-banquise-arctique-et-son.html

Précisions tout de suite, même si nous en reparlerons, que cela n'implique absolument pas un refroidissement en cours du climat. Le climat continue de se réchauffer, et cet Hiver reste anormalement doux en moyenne pour l'ensemble de la Terre. Les extrêmes météorologiques se multiplient, y compris les événements froids. Cependant, nous n'affirmons pas que le chaud cause le froid, ou quelque chose comme cela. Nous verrons que le climat continue de se réchauffer, et que cet Hiver est ne fait pas exception.

Précisons aussi qu'en météorologie, l'Hiver s'étend du 1er Décembre au 28 (29 les années bissextiles) Février. Cet Hiver est donc déjà bien entamé.

Perturbations de la circulation des latitudes moyennes


Rappelons brièvement les mécanismes. La planète se réchauffe globalement depuis un siècle et demi, en grande partie suite aux émissions de gaz à effet de serre par l'Homme. Cette année 2013 est à nouveau des plus chaudes. La presse a annoncé qu'il s'agissait de la 6ème année la plus chaude, d'après les relevés de la météo britannique ( le MetOffice ). D'autres estimations donnent des valeurs un peu différentes. Ceci n'est pas étonnant. Il est normal qu'il existe des incertitudes sur la mesure des températures globales d'une année à l'autre. Le plus important reste, et c'est tout à fait ce qui se passe, qu'en moyenne -sur plusieurs années- tout les organismes convergent et donnent les mêmes valeurs. Prenons une comparaison. Au jour le jour, pour le centre de la Belgique, les températures peuvent varier considérablement d'un endroit à l'autre. Pour autant, en moyenne, toutes les stations convergent, et la température annuelle ne présente pratiquement plus de différence à cette échelle de temps. Il en de même pour les températures annuelles du globe, qui convergent toutes sur plusieurs décennies. Un graphique pour montrer les évolutions :

Températures globales par rapport à la moyenne 1961-1990 pour 3 séries différentes :
l'HadCrut4 : http://www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadcrut4/
la Reanalysis 1 du NCEP NCAR : http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/reanalysis.shtml
et la série modifié de Cowtan et Way : http://www-users.york.ac.uk/~kdc3/papers/coverage2013/
La tendance au réchauffement est nette, et 2013 est vraisemblablement dans le top 5 des années les plus chaudes (il existe d'autres indicateurs que la température globale pour décrire l'état du climat, et ces indicateurs sont aussi proche ou à des niveaux records).
Cependant, ce réchauffement n'est pas homogène. Les régions polaires se réchauffent notablement plus vite que les régions tropicales. Durant le 20ème siècle, la banquise était stable. Elle servait de "couvercle". D'une part, la glace réfléchissant la lumière solaire. L'Arctique restait ainsi perpétuellement froid, incapable de prendre l'énergie venue du Soleil. Et la glace isolait l'Océan arctique de l'atmosphère, empêchant des échanges d'énergie entre les deux. L'Arctique restait froid, les tropiques chauds. Entre les deux, soufflait d'Ouest en Est en altitude un vent très rapide dénommé le jet stream.
Le jet stream forme ainsi un tube, qui marque la limite entre l'air chaud au Sud, l'air froid au Nord. 

Depuis peu, avec la fonte de la banquise, de grandes surfaces de l'Océan sont exposés aux rayonnement solaire. L'Océan se met alors à absorber l'énergie solaire, puis la restitue à l'atmosphère : 

video

Ce phénomène est nommé l'Amplification Arctique. Il se traduit par une hausse plus rapide de la température aux hautes latitudes de l'Hémisphère Nord, comparativement aux latitudes tropicales.
Ce réchauffement plus rapide se traduit très nettement sur les anomalies de températures des 20 dernières années :

Cartes des anomalies de températures de 1994 à 2013. Source : GISS, NASA

Graphique des anomalies zonales de températures de 1994 à 2013. Source : GISS, NASA 

L'anomalie au Pôle Nord (environ 1.5°C) est pratiquement le triple de l'anomalie à l'équateur (environ 0.5°).

Schématiquement, nous arrivons à cette situation :


La vidéo est tiré de l'université du Wisconsin : http://sphere.ssec.wisc.edu/20130104/
La vidéo n'est pas traduite par PMB (la traduction automatique de Youtube reste compréhensible), mais en gros la première partie de la vidéo (jusqu'à 1min15) parle de la situation typique dans les années 80. Le jet ondule faiblement, transportant du chaud (en rouge) et du froid (en bleu). Puis (après 1min15) la vidéo montre en violet, la situation typique des années 80. Pas dessus, en blanc, la superficie de la banquise en 2012. Le jet se met alors à ralentir et présente des oscillations très marquées. Ces oscillations sont accompagnées d'événements extrêmes (froid-chaud-sec-humide, un joyeux mix...).

Circulation atmosphérique de l'Hiver 2013-2014


Jeff Masters et Jennifer Francis détaille dans cette vidéo la circulation atmosphérique de l'Hiver. Prévisions MétéoBelgique vous en propose une traduction exclusive :



Comme le rappelle le professeur Jennifer Francis, il n'est pas question d'attribuer directement la perturbation de la circulation des latitudes moyennes au changement climatique. Cependant, cette évolution est en cohérence avec le réchauffement. Pour comparer, tout le monde sait bien que fumer tue. Cependant, quand un fumeur meurt, nous sommes souvent prompt à dire que le tabac tue, alors que rien ne le prouve. C'est la difficulté de passer d'un phénomène très générique (fumer tue) à un cas particulier (un fumeur meurt du tabac). Ici aussi, il est délicat de passer d'un phénomène général (le climat se réchauffe) à un cas particulier (l'Hiver 2014 a complétement craqué). Cependant, la sagesse populaire comprend bien malgré tout, intuitivement, que le décès d'un fumeur n'est sans doute pas étranger à son tabagisme. C'est ce que que tente d'exprimer le professeur Jennifer Francis lorsqu'elle dit que la perturbation de la circulation n'est pas causée par le réchauffement climatique. Mais, mais cela est cohérent avec les évolutions attendues.
La situation a donc été très contrastée pour l'hémisphère Nord, la moyenne restant cependant très douce. À nouveau, la circulation atmosphérique présente des anomalies marquées. Nous allons regarder des cartes de ce que les météorologues appellent le "Z500". Il s'agit de l'altitude à laquelle l'air atmosphérique atteint une pression de 500 hPa. Cette altitude est d'environ 5500 mètres en moyenne. Les cartes du Z500 et des anomalies du Z500, pour Décembre :


Et Janvier :



mettent en évidence de larges oscillations persistantes.Schématiquement nous pouvons avoir cette image pour Décembre :

Et Janvier :



Ces vastes oscillations n'ont pas empêché les températures d'atteindre des niveaux très élévés. Ici, nous pouvons voir la température moyenne à 850hPa pour Décembre et Janvier (environ 1500 mètres d'altitude -les données de surface ne sont pas encore disponible pour Janvier-). Ces deux premiers mois d'Hiver atteignent la troisième position :

Température moyenne de Décembre-Janvier à 1500 mètres d'altitude. Source des données : Reanalysis du NCEP NCAR, graphique construit par PMB.


Insistons sur le fait qu'en moyenne, la perturbation de la circulation n'implique en aucun cas que le climat se refroidit. Sans concession, cela est absolument faux. Par exemple, sur Google aux USA les étatsunien ont beaucoup recherché l'expression "Le jour d'après", suite à l'Hiver froid là bas. Et sur des vidéos youtube d'extrait du film, on a pu croiser des commentaires du type : "Cela se produit maintenant à Chicago". Illustration :

http://climatesight.org/2014/01/07/the-arctic-has-barfed/

L'article explique que nous sommes loin du scénario du "Jour d'après" ; et que "The Arctic has barfed". Cette expression peut se traduire par "L'Arctique a dégueulé". Ce n'est pas forcément très élégant comme formulation, mais c'est bien ce qui se passe. La circulation atmosphérique a encore disjoncté cet Hiver, laissant l'air froid Arctique se répandre loin vers le Sud, mais en moyenne l'atmosphère est toujours aussi chaude.
Au contraire, Le jour d'après (The day after tomorow ) est un film qui raconte un arrêt du Gulf Stream découvert par le professeur Jack Hall, causant une nouvelle glaciation. Lui et son fils Samuel Hall fuit alors une glaciation qui progresse à une vitesse fulgurante. Répétons, cela n'est absolument pas le cas ici. Le Gulf Stream se porte bien, et le climat se réchauffe encore et toujours.
De plus, nous ne sommes pas en train d'affirmer que le chaud cause le froid. Simplement, le climat devient de plus en plus extrême, et oscille de plus en plus violemment.

Quelques faits météorologiques notables

Le continent américain aura eu son lot d'événements particulièrement spectaculaires.
Ainsi en Alaska et dans le Yukon, sur un territoire de plus de 2 millions de km² (70 fois la Belgique environ), les températures n'ont pas seulement battues les records. Elles les ont pulvérisées, broyés, explosés. Localement, les records de températures maximales ont été battu de 10°C, ce qui est juste aberrant. En Belgique, cela signifierait atteindre 25°C en plein Janvier. En short et tong, on aurait pu sortir les barbecues en Hiver...


Ce qui passe en Alaska reste cependant presque de l'ordre du folklore local. La ville de Valdez s'ets retrouvé coupé du monde suite aux avalanches :


La banquise a  fondu en plein hiver alors que l'englacement était déjà bas.

Englacement de la mer de Béring. Source : Université de l'Illinois, http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/

Et la neige a pris cher aussi. Cependant, il n'y a pas eu de conséquences particulièrement notables.

Ailleurs, les impacts peuvent cependant être profondément destructeur. Sur la côte Ouest des USA sévit une sécheresse. Et l'État le plus impacté est la Californie.

Et la Californie est l'État le plus riche et le plus peuplé des USA ?

Rappelons que le climat de la Californie est de type méditerranéen. En Été, il ne pleut pratiquement pas. L'Hiver est la seule saison à connaître des précipitations, comme le montre les données climatique de San Francisco :

Précipitations et température moyenne à San Francisco, CA (USA). Source : Wikipedia, http://fr.wikipedia.org/wiki/San_Francisco

Il existe donc en Californie ce qui peut être nommé une "saison des pluies", de Novembre à Mars. Pour suivre au mieux l'hydrologie local, les météorologues définissent également une "année hydrologique" qui va du 1er Octobre au 30 Septembre de l'année suivante.

Cette année, la saison des pluies est à la traîne, et l'année hydrologique accumule un déficit grandissant.
Cette sécheresse est décrite par certains comme la pire en mille ans. Alors même qu'une méga sécheresse plus vu depuis 500 à 1000 ans également, avait touché l'l'État entre 2000 et 2004. La situation y est particulièrement critique. Et les conséquences économiques seront sans doute un frein à une reprise économique qui est à la peine dans le pays.

Depuis le 1er Juillet, les précipitations à San Francisco montre un déficit extrême, proche des records :


Pour les conversions, 3.31 inches représente 84.1 millimètres.
Et en réalité c'est toute l'Ouest qui subit un important déficit de précipitations :

Pourcentage de la normale des précipitations, depuis le début de l'année hydrologique (le 1er Octobre 2012). Source : WRCC/DRI : http://www.wrcc.dri.edu/anom/

Après une année 2013 déjà très sèche, l'Été s'annonce particulièrement délicat à envisager.
Les conséquences sont déjà périlleuses. La ville de Los Angeles était menacé par les flammes fin Janvier, et 5 maisons ont été perdu. La saison des feux de forêts est encore à 6 moins environ de son maximum annuelle. Le risque d'une saison des incendies catastrophiques n'est donc pas à exclure. Ici, une image du Colby fire aux portes de la ville des anges :

Crédit Image : Mattmartinez Instagram


En 2003, lors de la précédente méga sécheresse, la ville de San Diego avait été littéralement assiégé par les flammes en Octobre, notamment par le Cedar Fire. Espérons que cela ne se reproduise pas...

Un peu plus à l'Est aux États-Unis, c'est le froid qui a fait parler de lui. Nous éviterons de nous appesantir sur le sujet, vu qu'il n'a été question que de cela récemment... Nous noterons seulement que cette vague de froid n'est pas considérée comme historique (voir ici par exemple : http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/us-cold-blast-winds-down-fails-to-set-any-alltime-cold-records ou ici http://www.climatecentral.org/news/extreme-cold-events-in-a-climate-context-16931 ). Ce que les commentateurs remarquent, en fait, c'est plutôt le réchauffement. En effet, cela fait tellement longtemps que les USA n'ont plus franchement eu froid, qu'en conséquence la première vague de froid depuis 15 ans à 20 ans laisse une impression de record. En réalité, c'est juste qu'avec le réchauffement nous avons oublié qu'aux USA, avoir très froid était tout à fait courant fut une époque. Cette image tirée de la presse étatsunienne l'illustre bien :

Caricature de XKCD : http://xkcd.com
Traduction :
"Il fait terriblement froid dehors, c'est la fin du réchauffement climatique."
"*soupir* Cela arrivait tout le temps avant."
"Quoi ?"
"Tu es de Saint Louis du Missouri n'est-ce pas ? En moyenne, la température descendait sous 0°F (-18°C) ici une paire de fois par an. Mais tu n'a plus eu une journée comme cela depuis les années 90."
"Puis en 2014, quand le premier vortex polaire frappe, la température descend sous 0°C (-18°C) pour deux jours. Et tout le monde gèle sur place."
"Parce que ce qui était normal, maintenant est ressenti trop froid."
"C'est trop froid !"
"Le futur :"
"Regarde cela. De la glace ! À Saint Louis ! C'est la fin du réchauffement climatique."
"*soupir*"

Nous sommes très loin de certains précédents, comme en Janvier 85 quand les agrumes de Floride avaient été dévasté par le gel par exemple, ou Janvier 77 quand il neigeait, à Miami toujours...

Là où le froid fut un peu plus vigoureux, c'est de l'autre côté de la planète.

En Sibérie, ils sont passés d'une grande douceur en Décembre, à une grande froidure en Janvier. Les températures n'ont atteint aucun record là aussi. Le basculement reste pour autant impressionnant, même pour une région habitué aux extrêmes de températures. Ici, nous l'illustrons par les températures à Tura ( Typa en russe ) :

Températures pour la ville de Tura en Décembre et Janvier.

Nous avons choisi Tura car il s'agit sans doute de la station qui présente la plus grosse anomalie négative de température en Janvier. Malgré tout, cette station bien froide n'atteint pas les records, et encore moins ne les bat.

En Europe

L'Europe aura aussi connu sont lot de douceur, mais aussi de pluie. La carte des anomalies de températures pour le mois de Janvier est éloquente :


En Belgique, à Uccle, les températures ont atteint 6.1°C de moyenne, et à nouveau 6.1°C de moyenne en Janvier. Deux mois très doux, sans neige, et pratiquement sans gel donc. À travers l'Europe, la douceur est généralisée, comme en Serbie où les températures ont là aussi approcher les sommets.
Et encore plus que les températures, ce sont les précipitations qui se sont distingués. L'Italie a connu des inondations sévères :

http://www.meteoweb.eu/2014/02/allerta-meteo-altre-4-tempeste-atlantiche-sullitalia-nei-prossimi-giorni-altre-piogge-torrenziali-in-tutto-il-paese/260062/

La Slovénie est frappé par une tempête de glace :

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=1464900033733093&set=a.1423656947857402.1073741825.1377757209114043&type=1&theater

La France n'est pas en reste :

http://www.leparisien.fr/societe/video-inondations-trois-departements-de-l-ouest-en-vigilance-rouge-09-02-2014-3573855.php

Ni le Royaume-Uni :

http://www.bbc.com/weather/features/26092170

En Europe, plus que les extrêmes de températures (même si, admettons le, cet Hiver est particulièrement doux), ce sont les extrêmes de précipitations qui sont frappants. Cette situation particulière est là aussi cohérente avec l'évolution attendue suite au réchauffement climatique. Les océans, principaux pourvoyeur d'humidité, se réchauffent. Ils peuvent donc fournir plus de vapeur d'eau à l'atmosphère. Cette année, l'Océan Atlantique a été particulièrement doux là où se sont formées les dépressions :

Anomalie de la température de surface de l'Océan, le 10 Février. Source : OSPO, http://www.ospo.noaa.gov/Products/ocean/sst/anomaly/index.html
Les perturbations se sont chargées en humidité au dessus de l'Atlantique subtropicale, pour donner de fortes précipitations sur le proche Atlantique (là où les eaux étaient un peu plus fraîches) et l'Ouest de l'Europe.

Dans l'Hémisphère Sud, c'est l'Été, et l'évolution du climat est légèrement différente. Il n'y a pas de phénomène de perturbation du jet a priori dans cet hémisphère. Nous signalerons cependant brièvement que l'Hémisphère Sud n'a pas été en reste. L'Argentine a connu une vague de chaleur historique en Décembre 2013 et Janvier 2014. L'approvisionnement en électricité a été partiellement rompu dans la capitale, Buenos Aires, suite à ces fortes chaleurs :

Températures maximales en Argentine du 22 au 28 Décembre : http://es.wikipedia.org/wiki/Ola_de_calor_en_Argentina_en_2013

Des précipitations déficitaires et une mauvaise gestion de l'eau menace le Sud-Est du brésil :

http://exame.abril.com.br/brasil/noticias/maior-sistema-de-agua-de-sp-pode-secar-em-45-dias

Et l'Australie a encore eu bien chaud ce mois-ci.

Conclusion

Janvier est donc tout à fait consistant avec le réchauffement climatique. Certaines régions ont connu un mois de Janvier solidement froid, mais il y a toujours des régions du globe plus chaudes et d'autres régions plus froides. Ces oscillations sont naturelles, et ont toujours fait partie du climat. Pour autant, ces oscillations sont maintenant amplifiées par le réchauffement. La tendance au niveau global est cependant indubitablement à un réchauffement. Le froid est simplement plus médiatique. Il y a donc une impression qu'il fait froid partout, vu qu'on ne parle que de cela...