Une équipe dirigée par des chercheurs du National Center for Atmospheric Research (NCAR à Boulder, Etat-Unis), en collaboration avec des chercheurs de l’université de Toulouse (CNRS/ France), a isolé l’effet des changements climatiques d’origine humaine sur les précipitations hivernales dans l’hémisphère Nord. Ils rapportent que notre mode de vie a des répercussions importantes sur les pluies et les chutes de neige en hiver.

Selon Clara Deser, scientifique au NCAR et coauteure de l’étude :

J’ai trouvé cela très révélateur. Nos recherches démontrent que le changement climatique causé par l’homme a clairement affecté les précipitations au cours des 100 dernières années.

L’équipe a utilisé une nouvelle approche pour distinguer les éléments artificiels et naturels qui influent sur la configuration des précipitations et leurs effets. Les chercheurs se sont appuyés sur les enregistrements et les observations des précipitations et des modèles de circulation atmosphérique à grande échelle, ainsi que sur des techniques statistiques et des simulations climatiques. En fin de compte, ils ont identifié la quantité de précipitations mensuelles moyennes dans des régions spécifiques de l’Amérique du Nord et de l’Eurasie (Europe et Asie) qui ont diminué en raison de l’impact humain sur le climat, plutôt que par une variabilité naturelle.

Selon l’équipe, l’élévation des températures moyennes associées aux émissions de gaz à effet de serre d’origine anthropique (humaine) a entraîné une augmentation notable des précipitations hivernales sur de vastes étendues du nord de l’Eurasie et de l’est de l’Amérique du Nord depuis les années 20.

Ces résultats aideront à mieux comprendre comment le changement climatique peut avoir un impact sur les précipitations dans le monde entier. À l’échelle mondiale, les précipitations devraient augmenter en moyenne de 1 à 2 % pour chaque degré Celsius supplémentaire des températures moyennes, car une atmosphère plus chaude contient davantage de vapeur d’eau. Toutefois, des changements locaux peuvent rendre certaines régions plus sèches et d’autres beaucoup plus humides qu’actuellement.

Il n’est pas facile de distinguer les éléments anthropiques des éléments artificiels lorsqu’il s’agit des précipitations, car celles-ci sont influencées par de nombreux facteurs et des conditions locales qui peuvent varier d’un jour à l’autre ou d’une année à l’autre. Dans ce contexte chaotique, il est pratiquement impossible d’établir des tendances fiables à long terme.

Auparavant, les scientifiques se fiaient à un grand nombre de simulations de modèles climatiques pour déterminer l’influence d’un changement sur les précipitations. Toutefois, dans cette étude, l’équipe a commencé avec des données observées. Essentiellement, leur approche peut se résumer comme suit : si vous supprimez les précipitations causées par des facteurs naturels, et que vous les comparez ensuite à ce qui a été enregistré sur le terrain, vous pouvez dire dans quelle mesure elles peuvent probablement être attribuées aux changements climatiques d’origine humaine.

L’approche utilisée par l’équipe est connue sous le nom d’ajustement dynamique (dynamical adjustment). Elle est basée sur des techniques statistiques appliquées aux données d’observation. L’équipe a utilisé des observations des modèles de circulation atmosphérique à grande échelle pour chaque mois d’hiver de 1920 à 2015. Ces schémas de circulation se produisent indépendamment des niveaux de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Après avoir croisé toutes les données, l’équipe a pu estimer la quantité moyenne de précipitations qui serait produite par un modèle de circulation particulier. Ils ont ensuite comparé ces résultats aux niveaux de précipitations mesurés pour révéler l’influence du changement climatique.

Pour les chercheurs, le nord-est ainsi qu’une petite partie du nord-ouest de l’Amérique du Nord, a connu plus de précipitations en raison des changements climatiques d’origine humaine. Une grande partie du nord-ouest et du centre-nord de l’Eurasie est dans le même cas.

Par contre, certaines parties du centre et du sud-ouest de l’Amérique du Nord ont peut-être connu un assèchement, mais pas suffisamment pour compenser la variabilité naturelle, ajoutent-ils. Une grande partie du sud de l’Eurasie connaît également un assèchement en raison du changement climatique. Toutefois, les auteurs ont averti que leurs résultats pour ces régions étaient moins évidents et non significatifs sur le plan statistique.

L’équipe s’est concentrée sur l’hiver parce que les précipitations hivernales sont déterminées par de vastes régimes atmosphériques qui sont plus faciles à voir dans les données que des conditions localisées qui affectent les précipitations estivales (comme l’humidité du sol et les orages individuels), explique l’équipe. L’hémisphère Nord dispose d’enregistrements de précipitations plus nombreux et de meilleure qualité, c’est pourquoi l’étude s’est concentrée ici.

Les résultats concordent avec les simulations des changements des précipitations causés par l’humain, ce qui aide à vérifier les modèles climatiques.

Selon Flavio Lehner, scientifique du NCAR et coauteur de l’étude :

Les scientifiques se sont auparavant tournés vers les modèles climatiques pour obtenir des réponses. Ici, les modèles climatiques n’interviennent qu’à la fin pour confirmer ce que nous avons extrait indépendamment des observations.

Je pense que c’est la percée scientifique majeure de ce travail.

Lehner et Deser ont utilisé la même technique dans une étude distincte publiée l’an dernier pour montrer que le desséchement récent dans le sud-ouest des États-Unis est largement attribuable à une variabilité naturelle.

L’étude publiée dans Geophysical Research Letters : Human Influence on Winter Precipitation Trends (1921–2015) over North America and Eurasia Revealed by Dynamical Adjustment et présentée sur le site du National Center for Atmospheric Research : Climate change has altered winter precipitation across the Northern Hemisphere.