Quelques graphiques tirés du rapport fédéral Américain - quatrième partie

Suite

Chapitre 8: Sécheresses, inondations et feux de forêt

Principale conclusion 1

Les sécheresses récentes et les vagues de chaleur associées ont atteint une intensité record dans certaines régions des États-Unis ; cependant, selon l'échelle géographique et la durée, l'ère du Dust Bowl des années 1930 demeure la référence en matière de sécheresse et de chaleur extrême dans le passé (très haut niveau de confiance). Alors que, selon certaines mesures, la sécheresse a diminué dans la majeure partie des États-Unis continentaux en raison des augmentations à long terme des précipitations, ni les augmentations de précipitations ni les baisses de sécheresse présumées n'ont été attribuées au forçage anthropique.

Principale conclusion 2

L'effet humain sur les récentes sécheresses majeures aux États-Unis est compliqué. Il existe peu de preuves d'une influence humaine sur les déficits de précipitation observés, mais il existe de nombreuses preuves d'une influence humaine sur les déficits hydriques des sols superficiels en raison de l'augmentation de l'évapotranspiration causée par des températures plus élevées. (Grande confiance)

Principale conclusion 3

Les baisses futures de l'humidité du sol en surface (10 cm supérieurs) due au forçage anthropique sur la plupart des États-Unis sont probables lorsque le climat se réchauffe dans des scénarios plus élevés. (Confiance moyenne)

Principale conclusion 4

Des réductions substantielles en hiver et au printemps du manteau neigeux de l'ouest des États-Unis sont projetées au fur et à mesure que le climat se réchauffe. La fonte printanière et la réduction de l'équivalent en eau de la neige ont été officiellement attribuées au réchauffement provoqué par l'homme (niveau de confiance élevé) et seront très probablement exacerbées lorsque le climat continuera de se réchauffer (niveau de confiance très élevé). Dans des scénarios plus élevés, et en supposant que la gestion actuelle des ressources en eau ne change pas, une sécheresse hydrologique chronique de longue durée est de plus en plus possible d'ici la fin de ce siècle (très haut niveau de confiance).

Principale conclusion 5

Des changements détectables dans certaines classes de fréquence des inondations ont eu lieu dans certaines parties des États-Unis et sont un mélange d'augmentations et de diminutions. On a observé que les précipitations extrêmes, l'un des facteurs déterminants dans les statistiques sur les inondations, ont généralement augmenté et devraient continuer de le faire à travers les États-Unis dans une atmosphère de réchauffement. Cependant, les approches formelles d'attribution n'ont pas établi de lien significatif entre l'augmentation des inondations fluviales et les changements climatiques induits par l'homme, et le moment de l'émergence d'un futur changement anthropogénique détectable dans les inondations n'est pas clair. (Confiance moyenne)

Principale conclusion 6

L'incidence des grands incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis et en Alaska a augmenté depuis le début des années 1980 (confiance élevée) et devrait augmenter dans ces régions à mesure que le climat se réchauffe, avec des changements profonds.

Moyenne pondérée du CMIP5 à la fin du 21ème siècle des variations en pourcentage de l'humidité saisonnière du sol près de la surface (mrsos) selon le scénario supérieur (RCP8.5).Les pointillés indiquent que les changements sont évalués comme étant importants par rapport aux variations naturelles. Les hachures indiquent que les changements sont jugés faibles comparativement aux variations naturelles. Les régions vierges (le cas échéant) sont celles où les projections sont jugées non concluantes (annexe B). (Source des illustrations : NOCE NCEI et CICS-NC).

Variations projetées de l'équivalent en eau de la neige en hiver (DJF) au milieu et à la fin de ce siècle selon le scénario supérieur (RCP8.5) à partir d'une version à haute résolution du modèle atmosphérique communautaire, CAM5. (Source des illustrations : H. Krishnan, LBNL).

Tendances du nombre annuel de grands feux dans l'ouest des États-Unis pour une variété d'écorégions. Les lignes noires sont équipées de lignes de tendance. Statistiquement significatif à un niveau de 10% pour toutes les régions à l'exception de la plaine de Snake / Colombia Plateau, de Basin et de Range, et des régions de la Californie méditerranéenne. (Source de l'illustration : Dennison et al.)

Chapitre 9: Tempêtes extrêmes

Principale conclusion 1

Les activités humaines ont largement contribué à la variabilité océanique-atmosphérique observée dans l'océan Atlantique (niveau de confiance moyen), et ces changements ont contribué à la tendance à la hausse des ouragans dans l'Atlantique Nord depuis les années 1970 (niveau de confiance moyen).

Principale conclusion 2

Les simulations de modélisation théorique et numérique indiquent généralement une augmentation de l'intensité des cyclones tropicaux (TC) dans un monde plus chaud, et les modèles montrent généralement une augmentation du nombre de TC très intenses. Pour les ouragans de l'Atlantique et de l'est du Pacifique Nord et les typhons de l'ouest du Pacifique Nord, on prévoit des augmentations des taux de précipitation (niveau de confiance élevé) et d'intensité (degré de confiance moyen). La fréquence de la plus intense de ces tempêtes devrait augmenter dans l'Atlantique et l'ouest du Pacifique Nord (confiance faible) et dans l'est du Pacifique Nord (degré de confiance moyen).

Principale conclusion 3

L'activité des tornades aux États-Unis est devenue plus variable, particulièrement au cours des années 2000, avec une diminution du nombre de jours par année de tornades et une augmentation du nombre de tornades ces jours-là (niveau de confiance moyen). Cependant, la confiance dans les tendances passées de la grêle et des vents violents d'orage est faible. Les modèles climatiques projettent systématiquement des changements environnementaux qui pourraient favoriser une augmentation de la fréquence et de l'intensité des orages violents (une catégorie combinant les tornades, la grêle et les vents), surtout dans les régions actuellement exposées à ces dangers, mais la confiance dans les détails de cette augmentation projetée est faible.

Principale conclusion 4

Il y a eu une tendance vers une fonte des neiges plus précoce et une diminution de la fréquence des tempêtes de neige sur les marges sud des zones climatologiquement enneigées (niveau de confiance moyen). Les trajectoires des tempêtes hivernales se sont déplacées vers le nord depuis 1950 dans l'hémisphère nord (degré de confiance moyen). Les projections de la fréquence et de l'intensité des tempêtes hivernales aux États-Unis varient d'une augmentation à une diminution selon la région, mais l'accord type est faible et la confiance est faible. Des liens potentiels entre la fréquence et l'intensité des tempêtes hivernales sévères aux États-Unis et le réchauffement accéléré dans l'Arctique ont été postulés, mais ils sont complexes et, dans une certaine mesure, contestés, et la confiance dans la connexion est actuellement faible.

Principale conclusion 5

La fréquence et la gravité des « rivières atmosphériques » qui atterrissent sur la côte ouest des États-Unis (les courants étroits d'humidité qui représentent 30% à 40% du manteau neigeux typique et des précipitations annuelles dans la région et qui sont associés à de graves inondations) augmenteront. Cela résulte de l'augmentation de l'évaporation et de l'augmentation de la vapeur d'eau qui se produit lorsque la température augmente. (Confiance moyenne)

Migration vers le pôle, en degrés de latitude, de l'emplacement de l'intensité de pointe annuelle moyenne des cyclones tropicaux dans l'ouest du Pacifique Nord, après prise en compte des modes régionaux connus (El Niño-Oscillation australe ENSO) et interdécennaux ( Variabilité de l'oscillation décennale du Pacifique (PDO). La série chronologique montre les résidus de la régression multivariée de la latitude moyenne annuelle de l'intensité de pointe de TC sur les indices moyens Niño-3.4 et PDO. Les données sont tirées du Joint Typhoon Warning Centre (JTWC). L'ombrage montre des limites de confiance à 95% pour la tendance. Les valeurs annotées en bas à droite montrent le taux de migration moyen et son intervalle de confiance à 95% en degrés par décennie pour la période 1945-2013. (Source de l'illustration : adapté de Kossin et al., 2016 ; © American Meteorological Society.) Utilisé avec permission.

Itinéraires de cyclones tropicaux simulés de catégorie 4-5 échelle Saffir-Simpson  pour (a) les conditions actuelles ou (b) à la fin du 21ème siècle, basées sur la réduction dynamique des conditions climatiques de l'ensemble multimodèle CMIP5 (scénario inférieur; RCP4.5) . Les cyclones tropicaux ont été initialement simulés à l'aide d'un modèle atmosphérique global de 50 km, mais chaque cyclone tropical a été re-simulé à une résolution plus élevée en utilisant le modèle GFDL pour fournir des intensités et une structure plus réalistes. Les catégories ou intensités de tempêtes sont indiquées sur la durée de chaque tempête simulée, selon l'échelle de Saffir-Simpson. Les catégories sont représentées par les couleurs de l'itinéraire, allant de la tempête tropicale (bleue) à la catégorie 5 (noire, voir la légende). (Source de l'illustration : Knutson et al., 2015 ; © American Meteorological Society.) Utilisé avec permission.

Etats-Unis. "Sécheresse" des ouragans majeurs ayant atteint les côtes

L'ouragan Harvey a frappé le Texas en tant que principal ouragan (Saffir-Simpson catégorie 3 ou plus) en 2017, brisant ce que l'on a parfois surnommé la « sécheresse des ouragans ». Avant Harvey, le dernier ouragan majeur qui a touché les USA continentaux a été Wilma en 2005. L'absence de grands événements terrestres aux États-Unis depuis 11 ans (2006-2016) est sans précédent dans les relevés historiques remontant au milieu du XIXe siècle et a eu lieu en même temps qu'un décompte  moyen à supérieur à la moyenne des ouragans majeurs à l'échelle du bassin. Est-ce que l'absence des ouragans majeurs ayant frappé les États-Unis depuis 11 ans a été attribuable à la chance, ou y a-t-il eu des changements systématiques du climat qui ont conduit à cela ?

Une étude récente indique que l'absence d'ouragans majeurs aux États-Unis ne peut pas facilement être attribuée à des changements durables dans les régimes climatiques qui affectent les ouragans 45. Sur la base d'une analyse statistique de la base de données historiques sur les ouragans de l'Atlantique Nord, l'étude n'a trouvé aucune preuve d'un lien entre le nombre de grandes arrivées sur les côtes américaines d'une année à l'autre et a conclu que l'absence d'ouragans majeurs était aléatoire au cours des 11 dernières années. Une étude récente a identifié une configuration systématique des conditions atmosphère / océan qui varie de telle manière que les conditions favorables à l'intensification des ouragans dans les tropiques profonds se produisent de concert avec des conditions favorables à l'affaiblissement près de la côte américaine 46. Ce résultat suggère une relation possible entre le climat et les ouragans ; les ouragans majeurs qui touchent la côte américaine sont plus susceptibles de s'affaiblir pendant les périodes d'ouragan actif de l'Atlantique Nord (comme la période actuelle). On ne sait pas dans quelle mesure cette relation a influé sur le nombre absolu d'ouragans au cours de la récente période d'ouragan, à partir du milieu des années 1990, car le nombre et la fraction des arrivées sur les terres à l'échelle du bassin sont en opposition (c'est-à-dire qu'il y a davantage d'ouragans majeurs mais une plus faible fraction atteignent les côtes comme ouragans majeurs). On ne sait pas non plus comment cette relation peut changer à mesure que le climat continue de se réchauffer. D'autres études ont identifié une variabilité systématique de la trajectoire interdécadale des ouragans pouvant affecter les ouragans et la fréquence des ouragans majeurs. 47, 48, 49.

Une autre étude récente 50 montre que l'ampleur de l'absence est sensible aux incertitudes dans les données historiques et même à de petites variations dans la définition d'un ouragan majeur, ce qui est quelque peu arbitraire. Elle est également sensible à la définition de l'atterrissage aux États-Unis, qui est une contrainte basée sur la frontière géopolitique et n'a aucune signification physique. En fait, de nombreuses régions situées à l'extérieur de la frontière américaine ont subi d'importants ouragans au cours des 11 dernières années. En ce sens, la fréquence des principaux ouragans atterrissant aux États-Unis n'est pas une métrique particulièrement robuste pour l'étude des questions sur l'activité des ouragans et leur relation avec la variabilité du climat. De plus, l'absence de 11 ouragan majeur aux États-Unis depuis 11 ans n'est pas une mesure particulièrement pertinente en termes d'exposition au danger côtier et de risque. Par exemple, les ouragans Ike (2008), Irene (2011), Sandy (2012) et, plus récemment, l'ouragan Matthew (2016) ont eu de graves répercussions sur la côte américaine alors qu'ils n'ont pas touché les États-Unis. Dans le cas de l'ouragan Sandy, les précipitations extrêmes et les ondes de tempête (voir aussi Ch. 12 : élévation du niveau de la mer) ont provoqué des destructions importantes dans la région de New York, malgré la désignation de Sandy comme cyclone post-tropical. Dans le cas de l'ouragan Matthew, le centre est arrivé à environ 40 miles de la côte de la Floride tandis que Matthew était un ouragan majeur, suffisamment proche pour avoir un impact significatif sur la côte mais pas suffisamment pour rompre la « sécheresse » telle qu'elle est définie.

En résumé, l'absence de grands ouragans aux États-Unis de Wilma en 2005 à Harvey en 2017 était anormale. Il semble que la variabilité systématique de l'atmosphère et des océans ait réduit la proportion d'ouragans qui ont atteint les États-Unis depuis le milieu des années 1990, mais elle est au moins en partie compensée par des chiffres plus élevés au niveau du bassin et l'effet net sur le taux d'atterrissage n'est pas clair. En outre, il y a un grand élément aléatoire, et la métrique elle-même souffre d'un manque de base physique en raison du seuil d'intensité arbitraire et des contraintes géopolitiques. De plus, le risque côtier américain, en particulier dû aux ondes de tempête et aux inondations en eau douce, dépend fortement de la taille des tempêtes, de la vitesse et de la direction de propagation, et des taux de précipitations. Il y a quelque danger, pour tout dire une certaine complaisance, à mettre trop l'accent sur l'absence d'un sous-ensemble spécifique d'ouragans.

Activité annuelle de tornade aux États-Unis sur la période 1955-2013. Les carrés noirs indiquent le nombre de jours par an avec au moins une tornade notée (E) F1 ou plus, et les cercles noirs et la ligne indiquent la ligne moyenne décennale de ces jours de tornade. Les triangles rouges indiquent le nombre de jours par année avec plus de 30 tornades notées (E) F1 ou plus, et les cercles rouges et la ligne indiquent la moyenne décennale de ces éclosions de tornades. (Source de l'illustration : redessiné de Brooks et al., 2014).

Les rivières atmosphériques (en haut à gauche) illustrées par les mesures SSM / I de capteur spécial à micro-ondes (SSM / I) de la vapeur d'eau totale des colonnes SSM / I conduisant à des événements de précipitations extrêmes aux points d'atterrissage. Fréquence moyenne (milieu à gauche) annuelle de l'occurrence de la rivière atmosphérique (par exemple, 12% signifie environ 1 tous les 8 jours) et leur transport intégré de vapeur (IVT).
Les AR (en bas) sont les tempêtes synoptiques dominantes de la côte ouest des États-Unis en termes de précipitations extrêmes et (à droite) fournissent une grande partie des précipitations annuelles dans les États de la côte ouest des États-Unis. [Source des illustrations : (haut et milieu gauche) Ralph et al. 2011, (en haut à droite) Guan et Waliser 2015, (en bas à gauche) Ralph et Dettinger en 2012, (en bas à droite) Dettinger et al. 2011 ; panneaux de gauche, © American Meteorological Society. Utilisé avec permission.]

A suivre dans un prochain billet.

Chapitre 10: Changements dans la couverture terrestre et la biogéochimie terrestre

Chapitre 11: Les changements dans l'Arctique et leurs effets sur l'Alaska et le reste des États-Unis

Chapitre 12: Hausse du niveau de la mer

Chapitre 13: Acidification des océans et autres changements océaniques

Chapitre 14: Perspectives sur l'atténuation du changement climatique

Chapitre 15: Surprises potentielles: Combinaisons extrêmes et éléments de basculement

Annexe A: Jeux de données d'observation utilisés dans les études sur le climat

Annexe B: Stratégie de pondération du modèle

Annexe C: Méthodologies de détection et d'attribution