Estimation de la contribution des tendances à long terme

Cette dernière partie se propose d’estimer la part de contribution du « long-terme » à la vague de chaleur de l’automne 2006 en Europe. Dans le contexte actuel, il apparaît en effet crucial d’estimer quelle part de l’anomalie de l’automne 2006 est due aux tendances liées au changement climatique, et quelle part est due au « hasard » des fluctuations inter-annuelles liées

à la variabilité interne du climat européen. Nous appliquons ainsi la décomposition suivante, écrivant l’anomalie de l’annéey d’une variable climatique X comme :

∆_refX(y)≡X(y)−X_ref =X(y)−X_ref⁰ +X_ref⁰ −X_ref (2.3) i.e.

∆_refX(y)

| {z }

total

= ∆_ref⁰X(y)

| {z }

inter−annuel

+ ∆_refX_ref⁰

| {z }

long−terme

(2.4) où :

• ∆_refX(y) représente l’anomalie de la variable X par rapport à la période de référence ref;

• X_ref représente la climatologie de la variableX par rapport à la périoderef;

• ∆_refX_ref⁰ représente la différence de la climatologie ref⁰ par rapport à la climatologie ref.

Nous décomposons alors l’anomalie de l’automne 2006 en une anomalie par rapport à la climatologie « courante » (définie comme les dix années précédant 2006, i.e. 1996–2005), due à la variabilité inter-annuelle, et une différence entre la climatologie courante et la climatologie de référence (1961–1990), qui représente les modifications à long terme du climat européen.

Une première approche est de décomposer ainsi l’anomalie de température de surface. La Figure 2.14a montre la différence de climatologies entre 1961–1990 et 1996–2005 (le terme

∆_refX_ref⁰ de l’équation2.4), calculées sur l’ensemble de l’Europe avec les données E-OBS. La climatologie 1996–2005 n’étant calculée que sur une période de dix ans, elle apparaît moins lisse que la climatologie de référence 1960–1990. Elle se situe globalement au-dessus de la courbe de référence, surtout en été où l’été 2003 contribue en partie à remonter la moyenne 1996–2005. La différence des deux climatologies moyennées sur l’automne est de 0.9 °C. La contribution long-terme, selon cette décomposition, serait donc de∼40 % (0.9 °C sur les 3.2 °C de l’anomalie totale). Notons que ce même calcul réalisé sur la région (5 °W–20 °E ; 40–60 °N) utilisée dans l’article donne une contribution long-terme de ∼15 %, ce qui suggère que les tendances « long-terme » concernent l’Europe de manière homogène, et non localisée.

Une seconde approche est de décomposer selon l’équation2.4les principales causes de l’ano-malie de température de surface, à savoir la dynamique (qui explique∼50 %) et la SST atlan-tique (∼30 %), sachant que∼20 % restent inexpliqués (cf. section 2.2.2.4). La Figure 2.14b,c montre ainsi les différences de climatologies 1961–1990 et 1996–2005 pour le vent méridien à 500hPa et la SST moyennés sur les zones contribuant à l’anomalie de température conti-nentale de l’automne 2006. Il apparaît que le vent méridien ne montre pas de tendance, avec une moyenne d’automne de 1996–2005 quasi-égale à la valeur de référence 1961–1990. Ceci est consistant avec le fait que la dynamique seule n’explique pas la tendance chaude récente des automnes européens.

En revanche le cycle annuel de SST montre clairement une évolution par rapport à la période de référence 1961–1990. Après l’été, le refroidissement de la surface de l’Atlantique nord semble en effet être retardé, ce qui conduit à un océan de plus en plus chaud en surface en automne.

Ce retard du cycle saisonnier sera discuté plus en détail dans la section 3.2. La différence entre les deux climatologies moyennées sur l’automne est de 0.9 °C sur tout le domaine, et

2.3 Processus radiatifs et contribution du « long-terme »

0 100 200 300

0 5 10 15 20

Days (a) TG in degC

J F M A M J J A S O N D

1961−1990 1996−2005

0 100 200 300

−6

−4

−2 0 2

Days (b) V−Wind in m/s

J F M A M J J A S O N D

0 100 200 300

14 16 18 20

Days (c) SST in degC

J F M A M J J A S O N D

Figure 2.14 – Climatologies (cycles annuels) calculées sur 1961–1990 (en noir) et 1996-2005 (en rouge), de(a)température de surface continentale moyennée sur (5 °W–20 °E ; 40–60 °N) (E-OBS),(b)vent méridien (V) à 500hPa moyenné sur (10 °W–10 °E ; 40–60 °N) (NCEP) et(c)SST moyennée sur (40 °W–30 °E ; 20–70 °N) (NCEP). Les moyennes d’automne (SON) sont indiquées par les segments horizontaux.

Climatologies (annual cycles) computed over 1961–1990 (black) and 1996-2005 (red), of(a) land surface temperature averaged over (5 °W–20 °E ; 40–60 °N) (E-OBS), (b) meridional wind (V) at 500hPa averaged over (10 °W–10 °E ; 40–60 °N) (NCEP) and(c) SST averaged over (40 °W–

30 °E ; 20–70 °N) (NCEP). Autumn (SON) means are indicated by horizontal segments.

la contribution long-terme à l’anomalie de SST de l’automne 2006 est ainsi estimée à 75 % (0.9 °C, sur les 1.2 °C d’anomalie). Afin d’estimer la contribution de chacune des composantes long-terme et inter-annuelle de l’anomalie de SST à l’anomalie continentale européenne, nous réalisons une dernière simulation similaire à la simulation WNC, à ceci près qu’elle est forcée par des SST 4×journalières tirées de la climatologie courante (1996–2005). Cette simulation est notée WNCC (pour Wind Nudged & Current-Climatological SST). Ainsi la différence entre les simulations WNCC et WNC représente la réponse au réchauffement à long terme des SST, tandis que la différence CTL–WNCC représente la réponse à la composante « exceptionnelle » de l’anomalie de SST de l’automne 2006.

Les réponses en température à 2 m, ainsi que les différences de forçage en SST entre les simulations CTL, WNCC et WNC sont présentées sur la Figure2.15. Notons que la contribu-tion long-terme à l’anomalie de SST est spatialement homogène (Figure2.15c), tandis que la contribution « exceptionnelle » est surtout localisée le long des côtes africaines et européennes, et au large au sud du Groenland (Figure 2.15a), région importante du point de vue du flux de chaleur océan-atmosphère (voir section 2.3.1). Les réponses en température à 2 m sur le continent européen aux forçages SST sont respectivement de 0.3 °C entre les simulations CTL et WNCC, et de 0.4 °entre les simulations WNCC et WNC. Selon cette simulation, la contri-bution du réchauffement long-terme des SST à l’anomalie de température continentale serait ainsi de l’ordre de∼20 %.

Restent les ∼20 % inexpliqués de l’anomalie de température européenne de l’automne 2006. Il est clair que nous ne pouvons conclure sur l’origine de ces∼20 %, qui constituent donc une source importante d’incertitude dans notre estimation. Ainsi, la contribution long-terme à l’anomalie de température de l’automne 2006 est estimée, selon notre seconde approche, entre ∼20 et ∼40 %. Cette estimation est proche de notre premier calcul (∼15–40 %). Sous

Figure 2.15 – (a–b)Différences de SST (a) et de température à 2 m (b) entre les simulations CTL et WNCC.(c–d)Idem pour les simulations WNCC et WNC. Unités : °C.

(a–b)Differences of SST (a) and 2m-temperature (b) between CTL and WNCC simulations.(c–

d) Same for WNCC and WNC simulations. Units : °C.

l’hypothèse probable que les tendances long-terme se poursuivent à l’avenir sous un forçage radiatif plus fort, cette contribution devrait augmenter lors des automnes futurs.