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Les climatologues savent depuis longtemps que les forêts ont une incidence sur les climats régionaux. De nombreuses études montrent que les forêts abaissent généralement la température de surface des terres en été, contribuant ainsi à l'adaptation locale aux effets du réchauffement climatique. Cependant, la manière dont les forêts et le reboisement des terres agricoles affectent les précipitations à l'échelle locale et régionale est moins claire. Le groupe de recherche dirigé par Sonia Seneviratne, professeure de dynamique des terres et du climat à l'ETH Zurich, a exploré cette question pour la première fois à l'aide de données d'observation (au lieu de données de modèles) pour l'Europe.
Les chercheur·ses ont examiné les données sur les précipitations provenant de plus de 5800 stations de mesure appartenant à différents réseaux de mesure. Leur analyse s'est concentrée sur cinq régions européennes en raison de la disponibilité de données mesurées dans ces zones: la Grande-Bretagne et ses environs, l'Allemagne, les Pays-Bas, la Suède et la Finlande. Les chercheur·ses ont sélectionné des paires de stations de mesure dans ces régions - une station dans une zone forestière et l'autre située sur des terres agricoles. La différence de couverture forestière devait être d'au moins 20%. Parmi les autres critères, les stations devaient être placées à une altitude similaire et ne pas être distantes de plus de 84 kilomètres. Dans un deuxième temps, l'équipe a ajusté les données des stations jumelées à l'aide d'un modèle statistique pour expliquer la quantité de précipitations. Il s'agissait d'isoler l'effet du boisement et d'exclure d'autres facteurs susceptibles d'affecter les niveaux de précipitations.
Effets importants, surtout en hiver
«Malgré les valeurs aberrantes, nos données montrent une tendance claire», explique Ronny Meier, premier auteur de l'étude récemment publiée dans Nature Geoscience et postdoc dans le groupe de recherche de Land-Climate Dynamics. «Dans les zones forestières, les précipitations sont en moyenne nettement plus élevées que dans les zones agricoles.» Si les chercheur·ses s'attendaient à ce résultat, il·les ont tout de même été surpris de constater que les effets locaux étaient beaucoup plus prononcés en hiver qu'en été. En fait, les climatologues s'attendaient à ce que l'évaporation de l'eau, qui se produit surtout en été et qui est favorisée par les forêts, entraîne une augmentation des précipitations.
L'hypothèse de Ronny Meier: «La rugosité de surface des forêts est probablement plus importante qu'on ne le pensait jusqu'à présent et constitue un facteur clé pour l'augmentation des précipitations.» Ainsi, les forêts retiennent plus longtemps les masses d'air et induisent plus de turbulences, ce qui favorise les précipitations. En outre, les forêts sont plus chaudes en hiver que leur environnement. Cela favorise également les précipitations. Outre les effets locaux prononcés en hiver, les chercheur·ses ont également observé de forts effets non locaux plus éloignés des zones boisées en été. En hiver, ces effets non locaux ont surtout été observés dans les zones côtières, alors qu'ils étaient beaucoup plus faibles en Europe continentale et septentrionale.
«Sur la base de ces résultats, nous avons estimé dans quelle mesure la quantité de précipitations en Europe pourrait être influencée par une reforestation supplémentaire», explique Edouard Davin, membre de l'équipe et chercheur en climatologie à l'ETH Zurich. Les chercheur·ses ont fondé leur analyse sur la carte du potentiel de reforestation mondial, qui indique la superficie des terres potentiellement disponibles pour des projets de reforestation, à l'exclusion des terres arables, des établissements humains et de la Scandinavie, où la reforestation pourrait entraîner une hausse locale indésirable de la température.
Résultat: la reforestation de 14,4% de la superficie totale incluse dans l'étude, ce qui correspond à une zone légèrement plus grande que la France, augmenterait les précipitations moyennes de 7,6%. La quantité de précipitations pour un peu plus d'un quart de la masse continentale de l'Europe augmenterait même de plus de 10%. «La répartition géographique de ces précipitations supplémentaires est très variable», expliqueRonny Meier. «Et jusqu'à présent, nous sommes incapables de dire si la reforestation entraînerait des précipitations plus fréquentes ou plus intenses.»
Un remède aux sécheresses ?
Les résultats ne sont pas seulement pertinents pour les chercheur·ses, mais aussi pour les décisions politiques. La reforestation est actuellement l'une des mesures les plus discutées pour réduire les émissions de CO2. L'étude suggère que ces efforts pourraient avoir des avantages supplémentaires. En effet, les modèles climatiques ont montré que les vagues de chaleur et les sécheresses en été vont augmenter en Europe, accompagnées d'une diminution des précipitations, à l'exception d'en Scandinavie. Les gouvernements pourraient contrecarrer cette tendance par des efforts supplémentaires de reboisement et compenser la baisse des précipitations.
Dans le même temps, Ronny Meier met en garde contre des espoirs trop élevés: «Une forêt ne pousse pas du jour au lendemain; cela prend 20 à 30 ans». On ne sait pas non plus encore si les jeunes forêts, comme celles plantées il y a dix ans, ont déjà augmenté les précipitations localement. En outre, il pense qu'il est important de placer les résultats dans le contexte plus large des situations et des besoins des résidents locaux. «L'augmentation de l'évaporation causée par l'ajout de forêts à un endroit pourrait retirer l'eau des ruisseaux et des rivières nécessaires à l'irrigation agricole ailleurs.»
Et qu'en est-il des événements météorologiques extrêmes comme les fortes précipitations, qui deviennent plus fréquents en raison du réchauffement climatique, tout comme les sécheresses? Est-il possible que ces événements soient même exacerbés par une augmentation des précipitations? «Une étude modélisée pour l'Europe a montré que la reforestation tend à contrecarrer les précipitations extrêmes», explique Ronny Meier. «On ne peut donc pas déduire directement des précipitations moyennes aux événements extrêmes». Il reste cependant beaucoup d'incertitudes sur les changements de précipitations dus à la reforestation, et l'étude actuelle ne se base que sur des comparaisons spatiales et non temporelles des précipitations. Ronny Meier et ses collègues affirment que l'interaction entre l'utilisation des terres et la disponibilité de l'eau mérite une plus grande attention dans le débat sur le climat.