Introduction : La connexion climat-désastres

L'analyse scientifique montre de plus en plus que les événements majeurs comme les ouragans, les inondations, les feux de forêt, les vagues de chaleur et même certains tremblements de terre sont précédés et façonnés par des anomalies climatiques régionales distinctes.Ces anomalies – qui partent de la température moyenne à long terme, des précipitations, de la pression ou des vents – constituent des conditions préalables qui amplifient ou déclenchent des événements extrêmes.

Cet article examine les anomalies climatiques les plus fortement liées aux catastrophes naturelles majeures dans différentes régions, en s'appuyant sur des données d'observation, la dynamique climatique et la recherche évaluée par les pairs. L'accent est mis sur les mécanismes physiques qui relient un changement de la variable climatique à un risque accru d'un type de catastrophe spécifique.

Anomalies de la température de surface des ouragans et de la mer

Les cyclones tropicaux, appelés ouragans dans l'Atlantique et l'Est du Pacifique, sont alimentés par des eaux océaniques chaudes. L'anomalie climatique principale qui entraîne la formation et l'intensification des ouragans est la température de surface de la mer (STS) supérieure à la moyenne dans les océans tropicaux et subtropicaux.

La chaleur anormale dans la région principale de développement de l'Atlantique, entre 10°N et 20°N, des Caraïbes à la côte de l'Afrique de l'Ouest, est en corrélation constante avec des saisons d'ouragans plus actives. La saison des ouragans de l'Atlantique 2020, qui a produit 30 tempêtes, a été enregistrée pendant une période où les anomalies de la STS dans cette région ont atteint +1°C au-dessus de la valeur de référence de 1981–2010.

Au-delà de la SST, une autre anomalie critique est cisaillement vertical du vent. Le cisaillement du vent, défini comme une petite différence de vitesse et de direction entre la troposphère inférieure et supérieure, est nécessaire pour maintenir sa structure. Les modèles climatiques régionaux qui suppriment le cisaillement du vent, comme un jet subtropical atlantique plus faible ou une phase favorable de l'oscillation Madden-Julien (MJO), créent des fenêtres à risque élevé d'ouragan.

L'oscillation multidécadale de l'Atlantique (OMA)[[MAC:1]], qui mesure la variabilité de la STS à l'échelle du bassin sur une période de 30 à 40 ans, se déplace entre les phases chaudes et froides.Depuis la fin des années 1990, l'OMA est en phase chaude, contribuant à des anomalies élevées de la STS et à des régimes d'ouragans plus actifs. Entre-temps, [MAC:2]El Niño–Oscillation australe (OSN)[[MAC:3]] module le cisaillement du vent et les trajectoires de tempête à travers le Pacifique et l'Atlantique. El Niño réduit généralement la fréquence des ouragans de l'Atlantique, mais peut déplacer l'activité typhon du Pacifique vers l'est.

NOAA=s Climate.gov fournit un aperçu accessible du lien entre le réchauffement de l'océan et l'intensité des ouragans, et les données montrent clairement que les anomalies régionales de la STS sont le seul prédicteur le plus fiable du potentiel saisonnier des ouragans.

Hydratant atmosphérique et fortes pluies

Les anomalies climatiques qui augmentent la teneur en eau atmosphérique — l'air chaud détient plus de vapeur d'eau par échelle de Clausius–Clapeyron (environ 7 % de plus par degré Celsius) — augmentent directement les taux de précipitations. Les ouragans comme Harvey (2017) et Florence (2018) ont produit des précipitations records en partie parce que les anomalies du Gulf Stream et de la SST de l'Atlantique occidental étaient de 1 à 3°C au-dessus de la normale, alimentant les tempêtes avec une humidité extraordinaire.

Anomalies du régime des inondations et des précipitations

Les inondations sont la catastrophe naturelle la plus répandue à l'échelle mondiale, et leur lien avec les anomalies climatiques est à la fois direct et complexe. L'anomalie la plus évidente est les précipitations moyennes [ au cours des jours à semaines, mais l'expression régionale varie énormément.

Les crues de Californie, au début de 2023, ont été entraînées par une séquence de rivières atmosphériques exceptionnellement fortes (la --Pineapple Express), liées en partie à une phase négative du modèle Pacifique-Amérique du Nord et à une anomalie de la ST dans le Pacifique central. Ces anomalies à grande échelle ont dirigé les panaches d'humidité vers la côte ouest et les ont enrayés pendant des jours, saturant les bassins versants et accablant les systèmes de contrôle des inondations.

Dans les régions de mousson, les anomalies dans le moment de l'apparition, la durée ou les précipitations saisonnières totales sont déterminantes. La mousson sud-asiatique, qui fournit environ 70 à 80 % des précipitations annuelles à l'Inde et aux pays voisins, est modulée par l'ENSO et le Dipole de l'océan Indien (DIO). Une EI positive (l'ouest de l'océan Indien plus chaud) augmente souvent les précipitations de mousson sur le sous-continent indien, ce qui accroît le risque d'inondations généralisées.

Dans les régions montagneuses et à haute latitude, les températures printanières anormalement chaudes peuvent provoquer une fonte soudaine et synchronisée des neiges profondes, des canaux fluviaux écrasants. Ce processus a été un facteur clé dans l'inondation de la rivière Rouge en 1997 dans le nord des États-Unis et du Canada, ainsi que dans les inondations de 2023 dans le Midwest supérieur. L'équivalent en eau de Snowpack, l'altitude de la ligne de congélation et les plages de température diurnes sont surveillés comme indicateurs principaux du risque d'inondation causé par la fonte.

L'USGS suit la dynamique de la fonte des neiges et leur relation aux risques d'inondation, fournissant des données publiques que les organismes locaux utilisent pour calibrer les perspectives d'inondation.

Hydratation du sol et amplification des ruissellements

Les anomalies de précipitations ne agissent pas isolément. Lorsque les sols sont déjà saturés par des précipitations antérieures ou par la fonte des neiges, le ruissellement supplémentaire est fortement amplifié. L'humidité du sol [antecédente – l'humidité du sol avant un événement pluvieux – est un facteur critique qui sépare un événement pluvial gérable d'une crue catastrophique.

Feu de forêt : La sécheresse – la chaleur – le vent Nexus

L'activité des feux de forêt est étroitement liée aux anomalies climatiques régionales qui asséchissent la végétation et créent des conditions de risque d'inflammation. L'anomalie la plus importante est le déficit de précipitation[— une sécheresse qui réduit la teneur en eau du combustible dans la végétation vivante et morte.

Dans les climats méditerranéens (Californie, Europe du Sud, Australie, Chili), la saison des feux de forêt suit un été sec. Une anomalie climatique de sécheresse prolongée ou intensifiée dans les mois d'automne – lorsque de forts vents de pente descendante (Diablo, Santa Ana, Sirocco) se développent souvent – crée les conditions de feu les plus dangereuses.Le feu de camp 2018 en Californie, le plus meurtrier de l'histoire de l'état, a eu lieu après que la région a connu un automne chaud et sec record qui a laissé la végétation extrêmement sèche.

Une autre anomalie critique est faible humidité relative combinée à vents forts[. Dans les régions sujettes au feu, ces conditions sont souvent associées à des gradients de pression à l'échelle synoptique – par exemple, un système à forte pression sur le Grand Bassin intérieur et à basse pression le long de la côte en Californie.

Dans les forêts boréales (Alaska, Canada, Sibérie), le risque de feu de forêt est attribuable à la chaleur anormale et à la fonte des neiges. Des sources plus chaudes que la moyenne ont séché le plancher forestier plus tôt, ce qui a permis aux feux de s'enflammer et de s'étendre plus facilement. La saison des feux de forêt au Canada, qui a brûlé plus de 18 millions d'hectares, a été précédée par un printemps extraordinairement chaud et sec avec des anomalies de +2 à 4°C dans une grande partie de la Colombie-Britannique et de l'Alberta.

NASA fournit des données satellitaires sur la rétroaction entre les anomalies climatiques et l'activité des incendies, montrant comment la végétation séchée par sécheresse et les nuages pyrocumulonimbus peuvent injecter de la fumée dans la stratosphère et modifier les budgets régionaux de rayonnement.

Tremblements de terre et climat : une connexion subtile

Les tremblements de terre sont fondamentalement un phénomène tectonique, entraîné par la lente accumulation de contraintes aux limites des plaques. Cependant, un nombre croissant de recherches indiquent que les anomalies climatiques peuvent moduler le moment des événements sismiques par des changements de la pression des pores[ dans les failles.

Un cas bien documenté est le tremblement de terre de Tohoku 2011 (Japon Mw 9.1), pour lequel certaines études ont examiné le rôle de la pression des eaux souterraines profondes de la fonte des neiges saisonnières, bien que l'ampleur de l'effet reste débattue. Plus convaincante, la sismicité induite par le réservoir à Koyna (Inde) et Zipingpu (Chine) démontre que la mise en place de grandes masses d'eau modifie les champs de stress locaux et les taux de sismicité.

D'autres recherches suggèrent que l'érosion et le déchargement des sédiments[ dans les régions où de fortes précipitations déclenchent un changement rapide du paysage peuvent décharger la croûte, provoquant une réponse flexurale qui peut induire une sismicité peu profonde dans les ceintures de montagnes géologiquement actives comme l'Himalaya et les Alpes néo-zélandaises. Cependant, ces effets sont de second ordre par rapport aux forces tectoniques.

L'USGS maintient une section de recherche sur la sismicité induite, y compris les déclencheurs liés au climat, qui est une ressource utile pour comprendre ce créneau mais important connexion.

Les ondes de chaleur et les motifs de blocage atmosphérique

Les ondes de chaleur sont parmi les catastrophes naturelles les plus meurtrières, et leur apparition est fortement liée aux anomalies climatiques régionales sous la forme de crêtes persistantes à haute pression (= dômes de chaleur=) qui s'arrêtent sur une région pendant des jours ou des semaines. Ces crêtes créent un ciel clair, subsistant à l'air qui réchauffe adiabatiquement, et une boucle de rétroaction où le sol chauffe et réchauffe davantage l'air surélevé.

L'anomalie climatique qui permet un tel blocage est une dégradation à grande échelle du jet en vagues de haute amplitude. Un jet affaibli ou ondulé, qui peut être lié à l'amplification arctique et aux changements du gradient de température équateur-polaire, permet aux systèmes à haute pression de rester stationnaires. L'onde thermique du Pacifique Nord-Ouest de 2021, qui a apporté des températures de 49,6°C (121,3°F) à Lytton, en Colombie-Britannique, a été associée à un motif de bloc -de-l'équation, une crête à haute pression flanquée de deux creux, qui a persisté pendant près d'une semaine.

Plusieurs facteurs régionaux amplifient la sévérité des ondes de chaleur :

  • Les déficits hydriques du sol :[ Les sols secs réduisent le refroidissement par évaporation, ce qui permet de remonter les températures.En Europe, les vagues de chaleur de 2003 et 2019 ont été précédées par des déficits de précipitations de 30 à 50 % au printemps et au début de l'été.
  • Effets de l'île de chaleur urbaine: Dans les villes, le bilan énergétique de surface se déplace vers un chauffage raisonnable, surtout lorsque les températures locales dépassent déjà 35°C.
  • Advection chaude de régions à source anormalement chaude: La canicule européenne 2019 a attiré l'air du Sahara, qui avait connu une anomalie de chaleur en début de saison elle-même.

Les projections climatiques indiquent que la fréquence de ces obstructions peut augmenter dans certaines régions de latitude moyenne, bien que la réponse exacte soit encore un domaine de recherche actif. Quoi qu'il en soit, la relation entre une anomalie persistante de pression et une chaleur extrême est l'une des plus robustes de la science des catastrophes climatiques, formant la base des prévisions de l'onde de chaleur à moyenne portée.

Comment les oscillations climatiques majeures façonnent le risque de catastrophe régional

Au-delà des types d'anomalies individuelles, les oscillations climatiques à grande échelle agissent comme pacematemates of assater risk en changeant simultanément la probabilité de base de risques multiples.

El Niño–Oscillation australe (ENSO)

L'ENSO est le mode dominant de variabilité climatique d'une année à l'autre.

  • Risque accru d'inondation[ dans le secteur sud des États-Unis (Californie, Côte du Golfe) et dans certaines parties du Pérou et de l'Équateur en raison d'une trajectoire plus au sud de la tempête.
  • Réduction de l'activité des ouragans de l'Atlantique en raison de l'augmentation du cisaillement du vent dans l'Atlantique tropical.
  • Risque de dommages et de feux de forêt en Indonésie, en Australie et dans certaines parties de l'Amérique du Sud.

Les conditions de La Niña produisent souvent des effets opposés : plus d'ouragans de l'Atlantique, plus de moussons en Asie du Sud et plus secs dans le sud-ouest de l'Amérique du Nord.

Oscillation multidécadale de l'Atlantique (OMA)

Comme indiqué précédemment, l'OMA influence les SST de l'Atlantique et donc l'activité des ouragans. Elle est également liée aux précipitations dans la région du Sahel en Afrique et dans certaines parties des États-Unis et de l'Europe.

Oscillation de l'Atlantique Nord (OAN)

Une anomalie négative de l'OAN entraîne souvent des conditions plus froides et plus orageuses en Europe, tandis qu'une phase positive apporte un air doux et humide de l'Atlantique. Les anomalies persistantes de l'OAN peuvent conduire à des régimes d'inondation ou de sécheresse hivernales.

Chacune de ces oscillations interagit avec le réchauffement anthropique, ce qui signifie que leurs effets sont maintenant superposés à une base de réchauffement. Un OMA chaud plus le changement climatique produit probablement des anomalies SST encore plus élevées que l'un ou l'autre seul facteur, amplifiant le risque d'ouragan.

Incidences pratiques sur la prévision et la préparation

Les services météorologiques nationaux, les compagnies de réassurance et les organisations humanitaires utilisent des perspectives anomalies pour anticiper les catastrophes potentielles de semaines à mois à l'avance.

Par exemple, le Climat Prediction Center[ aux États-Unis émet des prévisions mensuelles et saisonnières de la température et des précipitations basées sur l'ENSO, le MJO et les tendances à long terme.Ces perspectives alimentent les cartes des risques d'inondation, de sécheresse et de feu de forêt.

Pour les décideurs et les planificateurs communautaires, la principale solution est que les stratégies d'atténuation doivent être dynamiques et non statiques. Connaître les anomalies climatiques dominantes de votre région : les communautés côtières doivent suivre les anomalies de la STS et l'ENSO ; les communautés intérieures devraient surveiller les paquets de neige, l'humidité du sol et les profils de blocage.

Sources de données et outils de surveillance

Plusieurs sources de données gratuites et accessibles au public permettent de surveiller en temps réel les anomalies climatiques:

  • NOAA=s Physical Sciences Laboratory (psl.noaa.gov): Offre des cartes quotidiennes de la SST, de la circulation atmosphérique et des anomalies des précipitations.
  • Copernicus Climate Change Service (climate.copernicus.eu): Fournit des données de réanalyse globale pour les anomalies de température, d'humidité et d'humidité du sol.
  • USGS WaterWatch[: suit les anomalies de débit et d'humidité du sol dans les bassins hydrographiques américains.
  • NASA Earth Observations (neo.gsfc.nasa.gov): visualisation par satellite des anomalies de la végétation, de la sécheresse et du feu.

En faisant de ces outils des repères standard dans la planification des catastrophes, les régions peuvent construire une couche d'alerte rapide qui gagne du temps critique avant qu'une catastrophe ne se produise.

Conclusion : L'anomalie comme signal d'alerte précoce

Les anomalies climatiques régionales ne sont pas des statistiques abstraites, ce sont des précurseurs physiques qui, si on les comprend en termes de risques, deviennent des intelligences actionnables. Une piscine chaude dans l'Atlantique tropical, une crête de haute pression décrochée sur un continent, une anomalie de sol sec dans un paysage exposé au feu, chacun de ces signes mérite d'être tenu compte.

La science du lien entre le climat et les catastrophes progresse rapidement, grâce à la modélisation à haute résolution, à l'amélioration des ensembles de données de réanalyse et à une meilleure compréhension du rôle de la variabilité naturelle et du changement climatique. Le défi est maintenant de traduire cette compréhension en prise de décision aux niveaux local, national et international.