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Entretien : « le nombre de cyclones majeurs devrait augmenter à l’avenir »

08/10/2019

Le super typhon Hagibis, passé en catégorie 5 lundi 7 octobre, est le 4ème cyclone de catégorie 5 de 2019 après Wutip (typhon du nord-ouest du Pacifique), Dorian et Lorenzo (ouragans de l'Atlantique nord), le deuxième sur son bassin. De tels phénomènes seront-ils plus nombreux dans un contexte de changement climatique ?

Entretien avec Fabrice Chauvin, chercheur au Centre National de Recherches Météorologiques (CNRM) et spécialiste des cyclones tropicaux.

Interview réalisée le 04/09/2019

Le cyclone Dorian a-t-il un lien quelconque avec le changement climatique ?

Il n'est pas possible d'attribuer au changement climatique un phénomène cyclonique comme Dorian. Ce qu'on peut dire, d'après les simulations climatiques qui ont été faites de part le monde et qui ont été synthétisées par le GIEC (Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat), c'est que la proportion de cyclones majeurs, au moins de catégories 4 et 5, devrait probablement augmenter avec le réchauffement climatique. À l'inverse le nombre total de cyclones sur la planète, qui est d'environ 80 à 90 tempêtes tropicales au total par an, ne va pas augmenter mais plutôt diminuer selon le consensus entre les modèles climatiques.

Image du satellite GOES16, le 2 septembre 2019 à 12h UTC.
L'ouragan Dorian, de catégorie 5 sur l'échelle de Saffir-Simpson, submèrge les Bahamas.

Comment arrive-t-on à ce type de prévisions ?
Attention, ce ne sont pas des sorties brutes de modèles quantifiés, ce sont des résultats après évaluation par les experts. C'est le travail du GIEC que d'essayer de faire une synthèse la plus exhaustive possible de toutes les études qui ont abordé le sujet. Il y a des travaux sur des modèles régionaux qui concernent tel ou tel bassin océanique et puis il y a aussi quelques études plus globales. Ces dernières sont peu nombreuses, parce que ça coûte très cher de faire tourner un modèle global à une échelle spatiale suffisante pour représenter correctement les cyclones tropicaux.
Aujourd'hui, on peut prévoir une baisse du nombre de cyclones d'un certain nombre de pourcents, une hausse de l'intensité de tant de pourcent, mais en fait c'est un peu une compilation de plusieurs études. Ce n'est pas exactement quantifiable.

 

Changements prévus dans les statistiques sur les cyclones tropicaux. Toutes les valeurs représentent la variation prévue en pourcentage de la moyenne sur la période de 2081 à 2100 par rapport à 2000-2019, dans un scénario de fortes émissions.
Les paramètres présentés ici sont : (I) la fréquence annuelle totale des tempêtes tropicales, (II) la fréquence annuelle des tempêtes des catégories 4 et 5, (III) l'intensité maximale moyenne à vie des cyclones tropicaux et (IV) le taux de précipitations à moins de 200 km du centre de la tempête à son point le plus intense.
La ligne bleue pleine est la meilleure estimation de la variation prévue en pourcentage, et la barre bleue claire fournit l'intervalle de confiance probable pour cette valeur.
Source : Groupe de travail II du GIEC

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Toutefois, une tendance vers moins de cyclones, mais des phénomènes plus forts et plus humides se dessine...
Oui tout à fait. D'ailleurs, c'est à l'échelle globale que nous avons les signaux les plus robustes et les plus consensuels. Selon les rapports du GIEC, on voit très bien qu'on peut affirmer que les modèles prévoient une baisse du nombre de cyclones c'est vrai, en contrepartie une augmentation des pluies associées et une augmentation un peu moins marquée et moins consensuelle du nombre de cyclones majeurs.

Bassin par bassin, ce signal devient moins évident. Pourquoi ça ?
C'est un problème général en matière de climat, ce n'est pas propre aux cyclones. Dès qu'on passe à l'échelle régionale, le résultat des études sont moins robustes parce qu'il peut y avoir des changements régionaux variés qui peuvent influencer les bassins et que la taille des échantillons diminue. L'incertitude au niveau des différents bassins est tellement forte qu'on ne peut quasiment rien dire, sinon que les pluies vont augmenter.

"Sommes-nous capables aujourd'hui de classifier les cyclones en catégorie 3, 4 et 5 alors qu'auparavant, nous ne le pouvions pas ? Cela reste une question à débattre."

Météo-France s'est doté d'un modèle climatique, Arpège-Climat, pour tenter d'y voir clair. Comment fonctionne-t-il et que dit-il ?
Nous n'avons encore jamais eu l'occasion de le faire tourner à haute résolution à l ‘échelle globale et en version couplée avec l'océan ce qui serait idéal pour les cyclones. Mais cela va être une première pour CMIP6 (Coupled model intercomparison project, programme international de simulations climatiques). Pour l'instant ce que nous avons fait au CNRM avec Arpège-Climat, ce sont des simulations avec une grille basculée/étirée concernant l'Océan Atlantique et l'Océan Indien. La grille basculée/étirée est une particularité d'Arpège. On a la possibilité de déplacer le pôle d'intérêt et d'étirer la maille, comme on le ferait pour un tissu. Cela nous permet de faire un focus, un zoom sur un bassin particulier avec une résolution très forte. La dernière que nous avons faite autour des Antilles était à 15km de résolution.
Avec CMIP6, nous aurons des simulations globales à 50 km de résolution, ce qui est la résolution minimale pour avoir une représentation à peu près correcte des cyclones. La version classique pour CMIP6 fait 140km et c'est insuffisant pour représenter les phénomènes cycloniques tropicaux. Avec une maille de 50km, on considère que nous avons un comportement relativement adéquat avec les observations.

Il semble délicat de dégager une tendance en matière de cyclones observés. Sont-ils plus nombreux, plus puissants ? A quoi cela est-il dû ?
La base de données des observations de cyclones remonte très loin dans le temps puisqu'elle démarre dans les années 1851. Mais malheureusement, jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, les cyclones répertoriés sont soit des phénomènes qui ont marqué les esprits parce qu'ils ont fait beaucoup de dégâts, soit des phénomènes qui ont simplement été constatés de visu par des êtres humains. Dans ces conditions, nous savons qu'une quantité assez importante de cyclones n'a pas été répertoriée. A partir de la Seconde Guerre mondiale, on a commencé à faire des vols en avion dans les cyclones de l'Atlantique nord surtout, et à avoir une vision plus précise des vents à l'intérieur des phénomènes. Enfin avec l'avènement des satellites qui ont vraiment pris leur essor à la fin des années 1970, il est possible de ne plus rater aucun système et d'avoir une mesure homogène des vents même si ce n'est pas parfait.

"Lorsque nous sommes en phase positive, c'est-à-dire
avec des eaux plus chaudes,
on constate une recrudescence des cyclones
".

Cette base de données est donc imparfaite ?
Oui, et puis,elle ne donne que quelques informations de base, en gros, la position toutes les six heures ainsi que le vent maximum et la pression minimum. Nous n'avons pas d'informations sur la structure verticale des systèmes et ça pose quelques problèmes. Nous sommes obligés de faire ce qu'on appelle des composites à partir de cette base de données en revisitant des champs de ré-analyse, en passant soit par le CEPMMT (Centre Européen pour les Prévisions Météorologiques à Moyen Terme) soit par la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) , avec des champs 3D pour essayer d'aller plus loin dans la compréhension des phénomènes.
Ce manque d'homogénéité de la base de données fait que toute étude pour déterminer une tendance doit être réalisée avec une grande prudence. Pour dégager une tendance il faut absolument que la base de données soit homogène. Sinon, les biais d'observation sont trop importants.

Il n'empêche que ces dernières années, on peut quand même constater que les phénomènes majeurs sont plus nombreux que par le passé ? Est-ce vrai ? Qu'est ce ça signifie ?
C'est exact mais est-ce qu'il s'agit d'une véritable tendance, qui serait un précurseur de ce que les modèles nous disent de l'avenir, ou s'agit-il encore une fois d'un artefact des moyens d'observation ? En gros, est-ce que nous sommes capables aujourd'hui de classifier les cyclones en catégorie 3, 4 et 5 alors qu'auparavant, nous ne le pouvions pas ? Cela reste une question à débattre.

D'autant que les phénomènes cycloniques semblent soumis à d'importantes variations dans le temps.
En effet, dans l'Atlantique nord, il existe un mode de variabilité du climat à l'échelle de plusieurs dizaines d'années que nous appelons AMV (Atlantic Multi-decadal Variability). C'est un système de bascule entre des eaux plus chaudes ou plus froides à l'échelle de plusieurs années dans l'Atlantique Nord. Lorsque nous sommes en phase positive, c'est-à-dire avec des eaux plus chaudes, on constate une recrudescence des cyclones. A l'inverse en phase négative, comme cela a été le cas dans les décades 1970 et 1980, une phase de relatif calme en terme de phénomènes cycloniques est constatée. Cela se note dans les bases de données d'observation. Il y a bel et bien un creux dans ces années. Entre parenthèse, cette AMV pourrait aussi expliquer les grandes sécheresses du Sahel au cours des années 1970-80. En revanche, depuis les années 1990, on est plutôt dans une phase positive avec davantage d'activité cyclonique. Est-ce que le nombre plus important de cyclones majeurs ces dix ou quinze dernières années provient du réchauffement climatique ou de ce mode de variabilité ? La question reste ouverte.
 

"Si'l y a un élargissement des tropiques, il n'y a pas de raison
qu'il n'y ait pas aussi un élargissement de l'aire de « jeu » des cyclones, malheureusement".

 

Avant donc d'évoquer le changement climatique, il faudrait donc lever cette hypothèque de l'AMV ?
Oui. Si par exemple, on voyait une oscillation supplémentaire de ce mode de variabilité, nous aurions vraiment une réponse. Si cette tendance persiste et s'amplifie alors qu'on passe dans une phase froide de l'AMV, nous aurions la confirmation que le réchauffement climatique est à l'œuvre.

Cette oscillation atlantique multi-décennale s'explique comment ?
C'est un phénomène qui n'est pas encore entièrement explicable à l'heure actuelle. Il est sans doute lié à ce qu'on appelle la circulation thermohaline (modification de la température et de la salinité de l'eau) qui mobilise l'ensemble de l'océan. Cela pourrait être une émanation de cette circulation et de ses variations. Il existe aussi sûrement un lien avec l'atmosphère. Certains chercheurs commencent même à le relier avec des périodes de forte activité volcanique. Beaucoup de dégagements d'aérosols dans la stratosphère pourraient engendrer un refroidissement à l'échelle de quelques années qui pourraient suffire à déclencher une phase négative d'AMV.

Revenons à la baisse du nombre de cyclones selon les simulations climatiques. N'est-ce pas étonnant ? Si l'atmosphère se réchauffe, la température de l'océan va grimper et les cyclones devraient être plus nombreux non ?
C'est vrai que cela paraît à première vue contre-intuitif. Tout le monde a à l'esprit un océan plus chaud associé à une augmentation des phénomènes extrêmes. Mais ça ne marche pas comme ça. Notamment, dans les tropiques, le réchauffement climatique a un peu tendance à stabiliser les profils verticaux de températures. Il y a un réchauffement qui est plus élevé en altitude qu'en basses couches, ce qui fait que les profils instables qu'on peut avoir dans les tropiques sont un peu moins instables dans le climat futur. Cela pourrait être une des causes de cette baisse envisagée du nombre de cyclones.

Moins nombreux, peut-être plus forts et certainement plus humides, les cyclones pourraient aussi voir leur trajectoire se modifier. Pourquoi cela ?
A l'occasion d'une étude sur les dernières décennies, des chercheurs se sont intéressés à la latitude à laquelle les cyclones atteignaient leur intensité maximum. Et ils ont observé un décalage vers les pôles. Quelques simulations climatiques récentes vont dans le même sens. C'est une des possibilités pour le climat futur. C'est d'autant plus crédible que par ailleurs, d'autres études sur les tropiques laissent penser que le réchauffement climatique conduirait à une extension des tropiques associée à un élargissement des cellules de Hadley (cellules d'une quinzaine de kilomètres de haut et de 3 000 kilomètres de large qui assurent les échanges de chaleur de l'équateur vers les tropiques en altitude). Tout cela a du sens. Si'l y a un élargissement des tropiques, il n'y a pas de raison qu'il n'y ait pas aussi un élargissement de l'aire de « jeu » des cyclones, malheureusement.

Actualité par Météo-France