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Depuis 1950, la fréquence des vagues de chaleur a augmenté, de même que le nombre de nuits chaudes. Le nombre de régions affectées par des sécheresses a également progressé du fait que les précipitations ont légèrement diminué sur les sols, alors que l’évaporation due au réchauffement a augmenté. En règle générale, le nombre de fortes précipitations quotidiennes entraînant des inondations a augmenté, mais pas partout. La fréquence des tempêtes et ouragans tropicaux varie considérablement d’une année à l’autre, mais depuis les années 1970 on constate que ces événements ont fortement augmenté en intensité et en durée. Dans les zones non tropicales, les variations dans les trajectoires et dans l’intensité des tempêtes sont le reflet des variations dans les caractéristiques majeures de la circulation atmosphérique telle que l’Oscillation nord-atlantique.
Dans plusieurs régions du monde, on a pu constater des signes de changements dans divers phénomènes climatiques extrêmes. Les valeurs généralement données à ces extrêmes excèdent 1, 5 et 10% du temps (à une extrémité) ou 90, 95 et 99% du temps (à l’autre extrémité). Les nuits douces ou les journées chaudes (voir ci-dessous) sont celles où la température dépasse le 90e centile, tandis que les nuits ou journées froides sont celles où la température descend au-dessous du 10e centile. Les fortes précipitations sont celles dont les volumes journaliers dépassent le 95e centile (le 99e pour les « très fortes précipitations »).
Les échantillonnages effectués sur des terres émergées depuis les 50 dernières années ont indiqué une forte diminution annuelle de nuits froides et une forte augmentation annuelle de nuits douces (figure 1). La diminution du nombre de jours froids et l’augmentation du nombre de jours chauds, bien que courante, est généralement moins marquée. Non seulement les écarts entre les températures minimales et maximales se sont creusés avec le réchauffement général, mais la température des froids extrême s’est élevée plus rapidement que celle des chaleurs extrêmes au cours des 50 dernières années (figure 1). Des pics de chaleur impliquent des vagues de chaleur plus fréquentes. D’autres relevés signalent une tendance à des gelées plus rares, due à un réchauffement moyen dans la plupart des régions des latitudes moyennes.
Un indice patent du changement dans les contrastes extrêmes est l’augmentation évidente des fortes précipitations sous les moyennes latitudes au cours des 50 dernières années, même dans les endroits où la pluviosité moyenne n’augmente pas (voir aussi FAQ 3.2). Pour ce qui concerne les très fortes précipitations, on enregistre également des tendances à la hausse, mais les résultats ne sont encore disponibles que pour de rares régions.
La sécheresse est plus facilement mesurable en raison de sa durée. Bien qu’il existe de nombreux indicateurs et méthodes de mesure de la sécheresse, de nombreuses études utilisent le niveau total des précipitations mensuelles et des températures moyennes combinés en une seule mesure, appelée le PDSI (Palmer Drought Severity Index – Indice de la sévérité des sécheresses, développé par Palmer). Le PDSI calculé depuis le milieu du XXe siècle montre une forte tendance à la sécheresse de nombreuses terres de l’hémisphère Nord depuis le milieu des années 1950, accompagnée d’une sécheresse s’étendant au sud de l’Eurasie, au nord de l’Afrique, au Canada et en Alaska. (FAQ 3.2, figure 1), de même qu’une tendance inverse dans l’est de l’Amérique du Nord et du Sud. Dans l’hémisphère Sud, les terres étaient humides dans les années 1970 et relativement sèches dans les années 1960 et 1990; il existait une tendance à la sécheresse entre 1974 et 1998. Des relevés sur de plus longues durées en Europe au cours du XXe siècle montrent peu de tendances significatives. La diminution des précipitations continentales depuis les années 1950 est probablement la cause principale de la tendance à la sécheresse, bien qu’un fort réchauffement de surface durant les deux ou trois dernières décennies en ait aussi été un facteur important. Une étude indique que mondialement, la surface des zones émergées très sèches (définies comme des zones avec un PDSI inférieur à -3,0) a plus que doublé depuis 1970, alors que parallèlement, les précipitations continentales avaient, dans un premier temps, diminué à cause de l’effet El Niño/Oscillation australe, pour augmenter ensuite, principalement à cause du réchauffement à la surface des terres.
Les changements dans la fréquence et l’intensité des tempêtes tropicales et des ouragans sont masqués par une importante variabilité naturelle. Le phénomène El-Niño-Oscillation australe touche de près la localisation et l’activité des tempêtes tropicales dans le monde. Dans l’ensemble, les estimations indiquent que depuis le milieu de 1970, la capacité dévastatrice des ouragans, leur durée et leur intensité, ont fortement augmenté et que leur activité dépend de la température à surface de l’eau des mers tropicales. Cette interdépendance a été confirmée par les résultats de recherches, montrant une forte augmentation proportionnelle du nombre d’ouragans violents dans le monde depuis 1970, bien que le nombre de cyclones et de journées cycloniques ait légèrement diminué dans la plupart des bassins. En particulier, le nombre d’ouragans de force 4 et 5 a augmenté de 75% depuis 1970. La plus forte augmentation est ressentie dans le Pacifique nord, dans l’océan Indien et dans le Pacifique sud. Cependant, sur les 9 des 11 dernières années, le nombre d’ouragans dans l’Atlantique nord a aussi progressé par rapport à la moyenne, le record ayant été atteint en 2005.
En se basant sur diverses mesures effectuées tant en surface que dans les hautes couches de la troposphère, on peut affirmer que, selon toute vraisemblance, durant la deuxième moitié du XXe siècle la trajectoire des blizzards s’est décalée en direction des pôles tout en se renforçant dans l’hémisphère Nord. Ces changements font partie des variations dues à l’Oscillation nord-atlantique. Les observations effectuées entre 1979 et le milieu des années 1990 révèlent que la circulation atmosphérique circumpolaire de secteur ouest serait plus forte de décembre à février dans la troposphère et la basse stratosphère, accompagnée de déplacements des courants-jets vers les pôles et d’une activité cyclonique renforcée. Les observations prouvent que les changements dans des évènements météorologiques violents mais de faible amplitude (tels que les tornades, la grêle et les orages) sont souvent localisés et trop géographiquement dispersés pour qu’on puisse en tirer des conclusions générales ; la sensibilisation de la société à ces évènements et les efforts entrepris pour collecter des informations les concernant se trouvent à la source des augmentations observées dans de nombreuses régions.
FAQ 3.3, Figure 1. Tendances observées entre 1951 et 2003 (en jours par décennie) de la fréquence des températures extrêmes, sur la base des valeurs pour 1961 - 1990, et de cartes pour le 10e centile : (a) nuits froides et (b) jours froids ; pour le 90e centile : (c) nuits chaudes et (d) jours chauds. Les tendances n’ont été calculées que pour les grilles comprenant des données portant sur 40 ans au moins de cette période et tout au moins jusqu’en 1999. Les lignes noires entourent les régions où les tendances sont significatives au niveau des 5%. Sous chaque carte sont indiquées les séries temporelles mondiales annuelles des anomalies réparties dans le temps (de 1961 à 1990). La ligne rouge indique les variations par décennie. Les tendances sont significatives au niveau des 5% pour tous les indices planétaires indiqués. Adapté de Alexander et al. (2006).