Conditions météorologiques extrêmes - Extreme weather

Les conditions météorologiques extrêmes ou des phénomènes climatiques extrêmes comprennent inattendues, inhabituelles, sévères ou unseasonal temps ; météo aux extrêmes de la distribution historique—l'aire de répartition qui a été observée dans le passé. Souvent, les événements extrêmes sont basés sur l'historique météorologique enregistré d'un emplacement et définis comme se situant dans les dix pour cent les plus inhabituels.

Il existe des preuves suggérant que le changement climatique augmente la périodicité et l'intensité de certains événements météorologiques extrêmes. La confiance dans l'attribution des événements météorologiques extrêmes et autres au changement climatique anthropique est la plus élevée dans les changements de fréquence ou d'amplitude des événements de chaleur et de froid extrêmes, avec une certaine confiance dans l'augmentation des fortes précipitations et l'augmentation de l'intensité des sécheresses.

Les conditions météorologiques extrêmes ont des impacts importants sur la société humaine ainsi que sur les écosystèmes naturels. Par exemple, un assureur mondial Munich Re estime que les catastrophes naturelles causent plus de 90 milliards de dollars de pertes directes dans le monde en 2015.

Événements météorologiques extrêmes

Vagues de chaleur

Les vagues de chaleur sont des périodes de températures et d' indice de chaleur anormalement élevés . Les définitions d'une vague de chaleur varient en raison de la variation des températures dans différents endroits géographiques. Une chaleur excessive s'accompagne souvent d'un taux d' humidité élevé , mais peut également être catastrophiquement sèche.

Parce que les vagues de chaleur ne sont pas visibles comme le sont d'autres formes de phénomènes météorologiques violents, comme les ouragans, les tornades et les orages, elles sont l'une des formes les moins connues de phénomènes météorologiques extrêmes. Les fortes chaleurs peuvent endommager les populations et les cultures en raison d'une déshydratation ou d'une hyperthermie potentielles , de crampes de chaleur , d' une dilatation thermique et d' un coup de chaleur . Les sols secs sont plus sensibles à l'érosion, diminuant les terres disponibles pour l' agriculture . Les épidémies d'incendies de forêt peuvent augmenter en fréquence car la végétation sèche a augmenté la probabilité d'incendie. L' évaporation des plans d'eau peut être dévastatrice pour les populations marines, diminuant la taille des habitats disponibles ainsi que la quantité de nutriments présents dans les eaux. Le bétail et d'autres populations animales pourraient également décliner.

Lors d'une chaleur excessive, les plantes ferment les pores de leurs feuilles ( stomates ), un mécanisme de protection pour conserver l'eau mais qui réduit également les capacités d'absorption des plantes. Cela laisse plus de pollution et d'ozone dans l'air, ce qui entraîne une mortalité plus élevée dans la population. Il a été estimé que la pollution supplémentaire au cours de l'été chaud de 2006 au Royaume-Uni, a coûté 460 vies. On estime que les vagues de chaleur européennes de l'été 2003 ont causé 30 000 décès supplémentaires, dus au stress thermique et à la pollution de l'air . Plus de 200 villes américaines ont enregistré de nouvelles températures record. La pire vague de chaleur aux États-Unis s'est produite en 1936 et a tué directement plus de 5000 personnes. La pire vague de chaleur en Australie s'est produite en 1938-1939 et a tué 438 personnes. La deuxième pire a eu lieu en 1896.

Des pannes d'électricité peuvent également survenir dans des zones touchées par des vagues de chaleur en raison de la demande accrue d'électricité (c.-à-d. l'utilisation de la climatisation). L' effet d' îlot de chaleur urbain peut augmenter les températures, en particulier la nuit.

Vagues de froid

Vague de froid en Amérique du Nord continentale du 03 décembre au 10 décembre 2013. La couleur rouge signifie une température supérieure à la moyenne; le bleu représente une température inférieure à la normale.

Une vague de froid est un phénomène météorologique qui se distingue par un refroidissement de l'air. Plus précisément, telle qu'elle est utilisée par le National Weather Service des États-Unis , une vague de froid est une chute rapide de la température sur une période de 24 heures nécessitant une protection considérablement accrue pour l'agriculture, l'industrie, le commerce et les activités sociales. Le critère précis d'une vague de froid est déterminé par la vitesse à laquelle la température chute et le minimum auquel elle tombe. Cette température minimale dépend de la région géographique et de la période de l'année. Les vagues de froid sont généralement susceptibles de se produire à n'importe quel endroit géologique et sont formées par de grandes masses d'air froid qui s'accumulent sur certaines régions, causées par les mouvements des courants d'air.

Une vague de froid peut causer la mort et des blessures au bétail et à la faune. L'exposition au froid exige un apport calorique plus important pour tous les animaux, y compris les humains, et si une vague de froid s'accompagne de neige abondante et persistante, les animaux au pâturage peuvent être incapables d'atteindre la nourriture et l'eau nécessaires et mourir d' hypothermie ou de faim. Les vagues de froid nécessitent souvent l'achat de fourrage pour le bétail à un coût considérable pour les agriculteurs. Les populations humaines peuvent subir des engelures lorsqu'elles sont exposées au froid pendant de longues périodes et peuvent entraîner la perte de membres ou des dommages aux organes internes.

Le froid extrême de l'hiver provoque souvent le gel des conduites d' eau mal isolées . Même une plomberie intérieure mal protégée peut se rompre lorsque l'eau gelée se dilate à l'intérieur, causant des dommages matériels. Les incendies, paradoxalement, deviennent plus dangereux lors de grands froids. Les conduites d'eau peuvent se rompre et l'approvisionnement en eau peut devenir peu fiable, ce qui rend la lutte contre l'incendie plus difficile.

Les vagues de froid qui apportent des gelées et des gelées inattendues pendant la saison de croissance dans les zones de latitude moyenne peuvent tuer les plantes pendant les premiers stades de croissance et les plus vulnérables. Cela entraîne une mauvaise récolte car les plantes sont tuées avant de pouvoir être récoltées de manière économique. Ces vagues de froid ont provoqué des famines . Les vagues de froid peuvent également faire durcir et geler les particules de sol, ce qui rend plus difficile la croissance des plantes et de la végétation dans ces zones. Un extrême était la soi-disant année sans été de 1816, l'une des nombreuses années des années 1810 au cours desquelles de nombreuses récoltes ont échoué pendant les vagues de froid estivales anormales après que les éruptions volcaniques aient réduit la lumière du soleil entrante.

Cyclones tropicaux

Film de la NASA In Katrina's Wake , couvrant les impacts de l' ouragan Katrina .

Le 12 juin 2020, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) du gouvernement américain a prédit qu'au cours du 21e siècle, la fréquence des tempêtes tropicales et des ouragans de l'Atlantique diminuerait de 25 % tandis que leur intensité maximale augmenterait de 5 %. Avant la nouvelle étude, il y a eu un débat d'une décennie sur une éventuelle augmentation des cyclones tropicaux en tant qu'effet du changement climatique . Cependant, le rapport spécial 2012 du GIEC sur les événements extrêmes SREX indique qu'« il y a une faible confiance dans toute augmentation observée à long terme (c'est-à-dire 40 ans ou plus) de l'activité des cyclones tropicaux (c'est-à-dire l'intensité, la fréquence, la durée), après avoir pris en compte changements passés dans les capacités d'observation." L' augmentation des densités de population augmente le nombre de personnes touchées et les dommages causés par un événement d'une gravité donnée. L' Organisation météorologique mondiale et l' Agence de protection de l'environnement des États-Unis ont dans le passé lié l'augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes au changement climatique, tout comme Hoyos et al. (2006), écrivant que le nombre croissant d'ouragans de catégorie 4 et 5 est directement lié à l'augmentation des températures. De même, Kerry Emanuel dans Nature écrit que la dissipation de puissance des ouragans est fortement corrélée avec la température, reflétant le changement climatique.

La modélisation des ouragans a produit des résultats similaires, constatant que les ouragans, simulés dans des conditions plus chaudes et riches en CO 2 , sont plus intenses que dans les conditions actuelles. Thomas Knutson et Robert E. Tuleya de la NOAA ont déclaré en 2004 que le réchauffement induit par les gaz à effet de serre peut entraîner une augmentation de la fréquence des tempêtes de catégorie 5 hautement destructrices. Vecchi et Soden constatent que le cisaillement du vent , dont l'augmentation agit pour inhiber les cyclones tropicaux , modifie également les projections des modèles du changement climatique. On prévoit des augmentations du cisaillement du vent dans l'Atlantique tropical et le Pacifique Est associées à la décélération de la circulation de Walker , ainsi qu'une diminution du cisaillement du vent dans le Pacifique occidental et central. L'étude ne prétend pas à l'effet net sur les ouragans de l'Atlantique et du Pacifique Est du réchauffement et de l'humidification des atmosphères, ni sur les augmentations prévues par le modèle du cisaillement du vent de l'Atlantique.

Recherche et attribution

Les premières recherches sur les conditions météorologiques extrêmes se sont concentrées sur des déclarations concernant la prédiction de certains événements, la recherche contemporaine s'est davantage concentrée sur l'attribution de causes aux tendances des événements. En particulier, le domaine se concentre sur le changement climatique aux côtés d'autres facteurs de causalité de ces événements.

Les définitions des conditions météorologiques extrêmes varient selon les différentes parties de la communauté scientifique, modifiant les résultats de la recherche dans ces domaines. D'une manière générale, un événement météorologique extrême ne peut être attribué à aucune cause ; cependant, certains changements à l'échelle du système des systèmes météorologiques mondiaux peuvent entraîner une augmentation de la fréquence ou de l'intensité des événements météorologiques extrêmes.

Un rapport de 2016 des National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine recommandait d'investir dans de meilleures pratiques partagées dans tous les domaines en travaillant sur la recherche d'attribution, en améliorant le lien entre les résultats de la recherche et les prévisions météorologiques.

Alors que de plus en plus de recherches sont effectuées dans ce domaine, les scientifiques ont commencé à étudier le lien entre le changement climatique et les événements météorologiques extrêmes et les impacts futurs qui pourraient survenir. Une grande partie de ce travail se fait à travers la modélisation du climat. Les modèles climatiques fournissent des prévisions importantes sur les caractéristiques futures de l'atmosphère, des océans et de la Terre à l'aide de données collectées de nos jours. Cependant, si les modèles climatiques sont essentiels pour étudier des processus plus complexes tels que le changement climatique ou l'acidification des océans, ils ne sont encore que des approximations. De plus, les événements météorologiques sont complexes et ne peuvent être liés à une cause unique : il existe souvent de nombreuses variables atmosphériques telles que la température, la pression ou l'humidité à noter en plus des influences du changement climatique ou de la variabilité naturelle.

Des statistiques importantes sur les événements météorologiques extrêmes sont rassemblées dans le monde entier, ce qui peut aider les scientifiques et les décideurs à mieux comprendre tout changement des conditions météorologiques et climatiques. Ces statistiques peuvent également influencer la modélisation du climat. Les statistiques ont montré une augmentation des événements météorologiques extrêmes tout au long des années 1900 et dans les années 2000.

Dans un rapport publié par le Bureau des Nations Unies pour la réduction des risques de catastrophe (UNDRR), il a été démontré qu'environ 6 681 événements liés au climat ont été signalés entre 2000 et 2019, contre 3 656 événements liés au climat signalés entre 1980 et 1999. Dans ce rapport, un « événement lié au climat » fait référence aux inondations, aux tempêtes, aux sécheresses, aux glissements de terrain, aux températures extrêmes (comme les vagues de chaleur ou le gel) et les incendies de forêt ; il exclut les événements géophysiques tels que les éruptions volcaniques, les tremblements de terre ou les mouvements de masse. Bien qu'il soit prouvé qu'un climat mondial changeant, comme une augmentation de la température, a eu un impact sur la fréquence des événements météorologiques extrêmes, les effets les plus importants sont susceptibles de se produire à l'avenir. C'est là que les modèles climatiques sont utiles, car ils peuvent fournir des simulations sur la façon dont l'atmosphère peut se comporter au fil du temps et quelles mesures doivent être prises aujourd'hui pour atténuer tout changement négatif.

Bien sûr, il y a des erreurs associées aux données statistiques. La surdéclaration ou la sous-déclaration des victimes ou des pertes peut entraîner des inexactitudes dans l'impact des conditions météorologiques extrêmes. Alors que la science et la technologie se sont améliorées au cours des XXe et XXIe siècles, certains chercheurs attribuent l'augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes à des systèmes de notification plus fiables. Une différence dans ce que l'on qualifie de « conditions météorologiques extrêmes » dans des systèmes climatiques variables pourrait également être discutée. Cependant, le rapport de l'UNDRR montre que, bien que certains pays aient connu des effets plus importants, il y a eu une augmentation des événements météorologiques extrêmes sur tous les continents. Les preuves actuelles et les modèles climatiques montrent qu'une augmentation de la température mondiale intensifiera les événements météorologiques extrêmes dans le monde entier, amplifiant ainsi les pertes humaines, les dommages et les coûts économiques, ainsi que la destruction des écosystèmes.

Attribution à la variabilité naturelle

Certains aspects de notre système climatique présentent un certain niveau de variabilité naturelle, et des événements météorologiques extrêmes peuvent survenir pour plusieurs raisons au-delà de l'impact humain, notamment des changements de pression ou le mouvement de l'air. Les zones le long de la côte ou situées dans les régions tropicales sont plus susceptibles de connaître des tempêtes avec de fortes précipitations que les régions tempérées, bien que de tels événements puissent se produire. Tous les événements météorologiques inhabituels ne peuvent pas être imputés au changement climatique. L'atmosphère est un système complexe et dynamique, influencé par plusieurs facteurs tels que l'inclinaison et l'orbite naturelles de la Terre, l'absorption ou la réflexion du rayonnement solaire, le mouvement des masses d'air et le cycle hydrologique. Pour cette raison, les modèles météorologiques peuvent connaître certaines variations, et les conditions météorologiques extrêmes peuvent donc être attribuées, au moins en partie, à la variabilité naturelle qui existe sur Terre. Les variations climatiques telles que l'oscillation australe El Niño ou l'oscillation nord-atlantique ont un impact sur les conditions météorologiques dans des régions spécifiques du monde, influençant la température et les précipitations. Les événements météorologiques extrêmes record qui ont été répertoriés au cours des deux cents dernières années surviennent très probablement lorsque des modèles climatiques comme ENSO ou NAO fonctionnent "dans la même direction que le réchauffement induit par l'homme".

Attribution au changement climatique

Au cours des dernières décennies, les nouveaux records de températures élevées ont largement dépassé les nouveaux records de basses températures sur une partie croissante de la surface de la Terre.

En général, les modèles climatiques montrent qu'avec le changement climatique, la planète connaîtra des conditions météorologiques plus extrêmes. Les tempêtes telles que les ouragans ou les cyclones tropicaux peuvent connaître des précipitations plus importantes, provoquant des inondations ou des glissements de terrain majeurs en saturant le sol. En effet, l'air plus chaud est capable de « retenir » plus d'humidité en raison de l'augmentation de l'énergie cinétique des molécules d'eau, et les précipitations se produisent à un taux plus élevé car davantage de molécules ont la vitesse critique nécessaire pour tomber lorsque la pluie tombe. Un changement dans les régimes de précipitations peut entraîner de plus grandes quantités de précipitations dans une région tandis qu'une autre connaît des conditions beaucoup plus chaudes et plus sèches, ce qui peut entraîner une sécheresse. En effet, une augmentation des températures entraîne également une augmentation de l'évaporation à la surface de la terre, donc plus de précipitations ne signifie pas nécessairement des conditions universellement plus humides ou une augmentation mondiale de l'eau potable.

Certaines études affirment un lien entre le réchauffement rapide des températures arctiques et donc la disparition de la cryosphère et les conditions météorologiques extrêmes aux latitudes moyennes. Dans une étude publiée dans Nature en 2019, les scientifiques ont utilisé plusieurs simulations pour déterminer que la fonte des calottes glaciaires au Groenland et en Antarctique pourrait affecter le niveau global de la mer et la température de la mer. D'autres modèles ont montré que l'élévation moderne des températures et l'ajout subséquent d'eau de fonte à l'océan pourraient entraîner une perturbation de la circulation thermohaline, responsable du mouvement de l'eau de mer et de la répartition de la chaleur autour du globe. Un effondrement de cette circulation dans l'hémisphère nord pourrait entraîner une augmentation des températures extrêmes en Europe, ainsi que des tempêtes plus fréquentes en perturbant la variabilité et les conditions climatiques naturelles. Ainsi, comme l'augmentation des températures provoque la fonte des glaciers, les latitudes moyennes pourraient connaître des changements dans les conditions météorologiques ou les températures.

Impact de l'activité humaine

Un autre domaine de recherche important, en plus des facteurs susceptibles de provoquer ou d'augmenter l'occurrence d'événements météorologiques extrêmes, consiste à examiner ce qui pourrait amplifier les effets des phénomènes météorologiques extrêmes. L'une des influences majeures est l'activité humaine. Bien que la combustion de combustibles fossiles soit le moyen le plus évident par lequel les humains ont influencé les événements météorologiques extrêmes, il existe de nombreuses autres activités anthropiques qui peuvent exacerber les effets de tels événements.

La planification urbaine amplifie souvent les impacts des inondations, en particulier dans les zones à risque accru de tempêtes en raison de leur emplacement et de la variabilité climatique. Premièrement, l'augmentation de la quantité de surfaces imperméables, telles que les trottoirs, les routes et les toits, signifie que moins d'eau provenant des tempêtes entrantes est absorbée par le sol. La destruction des zones humides, qui agissent comme un réservoir naturel en absorbant l'eau, peut intensifier l'impact des inondations et des précipitations extrêmes. Cela peut se produire à la fois à l'intérieur des terres et sur la côte. Cependant, la destruction des zones humides le long de la côte peut signifier la diminution du « coussin » naturel d'une zone, permettant ainsi aux ondes de tempête et aux eaux de crue d'atteindre plus à l'intérieur des terres pendant les ouragans ou les cyclones. La construction de maisons sous le niveau de la mer ou le long d'une plaine inondable expose les résidents à un risque accru de destruction ou de blessure en cas de précipitations extrêmes.

Des zones plus urbaines peuvent également contribuer à la montée d'événements météorologiques extrêmes ou inhabituels. Les grandes structures peuvent modifier la façon dont le vent se déplace dans une zone urbaine, poussant l'air plus chaud vers le haut et induisant de la convection, créant des orages. Ces orages s'accompagnent d'une augmentation des précipitations qui, en raison des grandes quantités de surfaces imperméables dans les villes, peuvent avoir des effets dévastateurs. Les surfaces imperméables absorbent également l'énergie du soleil et réchauffent l'atmosphère, provoquant des augmentations drastiques des températures dans les zones urbaines. Ceci, ajouté à la pollution et à la chaleur dégagée par les voitures et d'autres sources anthropiques, contribue aux îlots de chaleur urbains. Alors que les températures continuent d'augmenter en raison des émissions anthropiques, les vagues de chaleur pourraient devenir plus courantes ou menaçantes dans les zones urbaines. De plus, la forte densité de population dans les villes exacerbe les pertes humaines lors de nombreux événements météorologiques extrêmes. Dans l'ensemble, bien que l'activité humaine puisse avoir un impact direct sur les conditions météorologiques, il est tout aussi important de considérer comment les actions humaines pourraient exacerber les effets et les pertes des événements météorologiques extrêmes.

Concernant le réchauffement climatique anthropique, une étude qui fournit également des projections pour les futures incidences de chaleur extrême, a révélé que la probabilité croissante d'occurrence d'extrêmes de chaleur record d'une semaine dépend du taux de réchauffement plutôt que du niveau de réchauffement planétaire.

Effets

Une tornade qui a frappé Anadarko, Oklahoma lors d'une épidémie de tornade en 1999

Les effets des conditions météorologiques extrêmes comprennent, mais sans s'y limiter :

  • Trop de pluie (fortes averses), provoque des inondations et des glissements de terrain
  • Trop de chaleur et pas de pluie ( canicule ) sécheresse et incendies de forêt
  • Vents forts, tels que les ouragans et les tornades = dommages aux structures artificielles et aux habitats des animaux
  • Grosses chutes de neige = avalanches et blizzards

Changements dans la société humaine

Coût économique

Selon le GIEC (2011), les estimations des pertes annuelles ont varié depuis 1980 de quelques milliards à plus de 200 milliards de dollars américains (en dollars de 2010), avec la valeur la plus élevée pour 2005 (l'année de l' ouragan Katrina ). Les pertes mondiales liées aux catastrophes météorologiques, telles que les pertes de vies humaines, de patrimoine culturel et de services écosystémiques , sont difficiles à évaluer et à monétiser, et elles sont donc mal prises en compte dans les estimations des pertes. Pourtant, les récentes tempêtes anormalement intenses, les ouragans, les inondations, les vagues de chaleur, les sécheresses et les incendies de forêt à grande échelle associés ont entraîné des conséquences écologiques négatives sans précédent pour les forêts tropicales et les récifs coralliens du monde entier.

La perte de la vie

Le nombre de victimes des catastrophes naturelles a diminué de plus de 90 % depuis les années 1920, selon l'International Disaster Database, alors même que la population humaine totale sur Terre a quadruplé et que les températures ont augmenté de 1,3 °C. Dans les années 1920, 5,4 millions de personnes sont mortes de catastrophes naturelles alors que dans les années 2010, seulement 400 000 l'ont fait.

Les baisses les plus spectaculaires et les plus rapides des décès dus à des événements météorologiques extrêmes ont eu lieu en Asie du Sud. Là où un cyclone tropical en 1991 au Bangladesh a tué 135 000 personnes et un cyclone de 1970 en a tué 300 000, le cyclone Ampham de taille similaire , qui a frappé l'Inde et le Bangladesh en 2020, n'a tué que 120 personnes au total.

Le 23 juillet 2020, Munich Re a annoncé que le nombre total de 2 900 décès dus à des catastrophes naturelles dans le monde pour le premier semestre 2020 était un record et « bien inférieur aux chiffres moyens des 30 dernières années et des 10 dernières années. "

Une étude de 2021 a révélé que 9,4% des décès dans le monde entre 2000 et 2019 – environ 5 millions par an – peuvent être attribués à des températures extrêmes, celles liées au froid constituant la plus grande part et diminuant et celles liées à la chaleur représentant ~0,91 % et augmentant. .

Changements dans les écosystèmes

Les conditions météorologiques extrêmes affectent négativement les écosystèmes à travers divers événements entraînant un impact sérieux sur le paysage et les personnes.

Dans de nombreux cas, les incendies de forêt favorisent la croissance et éliminent les mauvaises herbes abondantes et autres plantes sèches qui s'accumulent au fil du temps, ce qui provoque le début d'incendies de forêt endémiques. Bien que les incendies de forêt aient des effets bénéfiques, ils affectent également les écosystèmes d'animaux, de plantes et même les sociétés humaines. Ces événements rendent le sol plus sec et créent à leur tour plus d'incendies de forêt tout en provoquant une érosion qui conduit à un atterrissage dangereux. Les feux de forêt perturbent également les cycles du carbone, ce qui peut affecter la qualité de l'eau et le paysage de la région.

Voir également

Les références

Liens externes