Plus de cyclones avec le changement climatique ?

ouragan

Chaque année, les régions tropicales du globe sont le théâtre de près d’une centaine de tempêtes tropicales, dont la moitié évolue en cyclone. Heureusement, seule une quinzaine « atterrit », c’est-à-dire touche la terre. Les dégâts causés par ces derniers sont très souvent majeurs, avec un fort impact humain et économique.

Ainsi, en août 2005, le bilan de l’ouragan Katrina en Louisiane est accablant : 1 836 décès confirmés, 80 % de la La Nouvelle-Orléans inondés, plus d’un million de louisianais déplacés par la catastrophe. Pour un coût de plus de 180 milliards de dollars …

Avec le changement climatique, de tels événements sont-ils amenés à se multiplier ?

Nous faisons le point avec l’aide de Caroline Muller, chercheuse CNRS au LMD (Laboratoire de Météorologie Dynamique).

Tempêtes, cyclones, typhons, ouragan ? De quoi parle-t-on ?

Un cyclone tropical est une tempête océanique tropicale, dont la vitesse du vent dépasse 118km/h.

Les ouragans et les typhons sont deux noms utilisés pour les cyclones dans deux localisations spécifiques : les typhons se produisent dans le Pacifique nord-est et les ouragans dans l’Atlantique nord. Partout ailleurs, on parle de cyclone tropical, ou simplement cyclone.

Il naît d’une accumulation de chaleur, d’humidité et de vents favorables en altitude. Pour qu’un cyclone se forme, il faut que la température de l’océan soit supérieure à 26°, et ce, sur une grande profondeur.

Pour ces raisons, on ne trouve pas de cyclone (ou très rarement) en Atlantique sud, qui est trop frais.

Un cyclone se met en place grâce à la force de Coriolis, elle-même créée par la rotation de la Terre. Cette force met l’air en mouvement dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère sud, et dans le sens inverse dans l’hémisphère nord. La force de Coriolis étant nulle près de l’équateur, il n’y a pas de cyclones dans cette partie du globe.

Les cyclones sont classés en 5 catégories, selon l’échelle de Saffir-Simpson

  • Catégorie 1 jusqu’à 154 km/h
  • Catégorie 2 jusqu’à 178 km/h
  • Catégorie 3 jusqu’à 209 km/h
  • Catégorie 4 jusqu’à 251 km/h
  • Catégorie 5 au-delà

La taille du cyclone (au moins 500 km2) le fait réagir selon de nombreux de paramètres. C’est pourquoi on a parfois du mal à prédire son évolution. En 2017 par exemple, l’ouragan Maria est passé en 24h de catégorie 1 à 5, ce que l’on n’avait jamais observé … et donc pas vraiment pu prévoir !

Comment observe-t-on l’activité cyclonique ?

Depuis les années 1970, la mise en place d’un réseau complet de satellites, scrutant la Terre en permanence, a permis de constituer une base de données homogène et précise. Grâce à ces observations satellitaires, les climatologues ont pu identifier des tendances fiables de l’activité cyclonique depuis 1970. Dans les océans Pacifique et Indien, la couverture satellite complète n’a été disponible qu’à partir des années 1980.

Concernant l’Atlantique, nos données sont plus importantes grâce à la base de données HURDA NOAA qui remonte à 1851. Malgré cela, il est probable qu’un certain nombre n’aient pas été répertoriées avant 1944, date à laquelle on a commencé à effectuer une reconnaissance systématique par avion pour surveiller les cyclones tropicaux et les perturbations susceptibles de se transformer en tempêtes tropicales et en cyclones.

Les cyclones sont-ils plus fréquents ?

On observe une augmentation de l’activité des cyclones tropicaux dans l’Atlantique nord depuis les années 1970. Leur fréquence semble augmenter encore plus fortement dans les années 2000. Ainsi, en 2005, on a relevé 27 systèmes cycloniques (un record depuis 1933 ! ) alors que la moyenne est d’ordinaire d’une dizaine par an.

En 2020 également, l’activité cyclonique a été également très forte. L’ouragan Laura fait partie des ouragans les plus dangereux car il a touché terre en catégorie 4, frôlant la catégorie 5, avec des vents soutenus de 240 km/h. Cela en fait l’ouragan le plus puissant, en termes de force des vents, à avoir touché la Louisiane depuis plus d’un siècle et demi.

Peut-on pour autant parler de tendance à la hausse ?

Malgré tout, et c’est assez rare pour le noter, il est difficile à ce stade de parler de tendance à la hausse !

En effet, sur l’Atlantique nord par exemple, l’activité cyclonique varie naturellement selon des cycles de plusieurs dizaines d’années. Ainsi la forte activité cyclonique de 2020 est en partie imputable au phénomène climatique “La Niña”, qui affaiblit les vents en altitude en Atlantique et favorise les ouragans.

Certaines études indiquent même une certaine compensation, de sorte que quand il y a une saison cyclonique particulièrement active dans l’Atlantique, il y a une saison particulièrement calme dans le Pacifique.

Il est certes vrai que l’océan se réchauffe, et que les cyclones se nourrissent de la chaleur de l’océan. Une tendance à l’augmentation serait donc assez logique. Mais le fait que la haute couche de l’atmosphère se réchauffe plus que les basses couches ne favorise pas l’activité cyclonique.

Avec si peu de recul, il est impossible de distinguer l’impact du changement climatique de la variabilité naturelle du phénomène.  Les projections et les estimations les plus récentes prévoient plutôt un nombre relativement constant.

Les cyclones sont-ils de plus en plus violents ?

Dans le cinquième rapport du GIEC (2013), les experts estiment que les plus gros cyclones seront probablement plus puissants, avec des vents maximums plus élevés. Les précipitations liées aux systèmes cycloniques devraient être également plus intenses.

En effet, lorsque l’atmosphère se réchauffe, sa capacité à contenir de l’humidité augmente également suivant la formule de Clausius-Clapeyron, ce qui, lors d’un évènement extrême, permet de mobiliser plus d’énergie liée à la chaleur latente.

En premier lieu, cela donne davantage de pluies. Dans le cas des cyclones, la libération de chaleur a aussi pour effet de renforcer les vents. Cela n’augmente pas mathématiquement leur intensité, mais les cyclones majeurs peuvent profiter pleinement de ce mécanisme pour se renforcer.

Plus que leur multiplication, c’est donc leur intensité et leur amplification qui inquiètent les climatologues.

On constate que sur les 20 dernières années ont eu lieu 6 des ouragans les plus importants de la zone Nord Atlantique, dont 3 les 5 dernières années.
Source : http://tropical.atmos.colostate.edu/Realtime/index.php?arch&loc=northatlantic

Les cyclones sévissent-ils dans de nouvelles zones ?

Oui, des travaux récents montrent que la latitude à laquelle les cyclones ont atteint leur intensité maximale a migré vers les pôles au cours des 35 dernières années dans les deux hémisphères. Cette constatation est cohérente avec l’expansion observée de la zone tropicale au cours de cette période, qui est déterminée par la circulation atmosphérique. Depuis quelques décennies, on constate que cette zone s’élargit en direction des pôles dans les 2 hémisphères. Plusieurs facteurs pourraient expliquer ce phénomène (variabilité naturelle, ozone stratosphérique, réchauffement des températures de surface, changement dans le profil vertical des températures…).

Cette migration se produirait à raison de 53 km par décennie dans l’hémisphère Nord, et de 62 km dans l’hémisphère Sud. Soit, au total, un élargissement de la bande d’impact maximal de 115 km par décennie, l’équivalent d’un degré de latitude ! Des disparités régionales existent cependant. Les déplacements les plus marqués sont observés dans le Pacifique Nord et Sud ainsi que dans le sud de l’océan Indien. La tendance est en revanche peu prononcée dans l’Atlantique.

Ce graphique d’une carte du monde montre géographiquement où la fréquence des cyclones tropicaux a augmenté et diminué entre 1980 et 2018.

Peut-il y avoir des cyclones en Méditerranée ?

En théorie, les conditions de formation d’un cyclone ne sont pas réunies en Méditerranée.

Néanmoins, en septembre 2020, la tempête Ianos qui a sévi au large de la Grèce et de la Sicile, a été qualifiée de cyclone de type tropical, ou « Medicane » – contraction de l’anglais mediterranean et hurricane – ou encore T.M.S. (Tropical-like Mediterranean Storm).

Les « Medicane » se produisent régulièrement, surtout à l’automne, le plus souvent en Méditerranée orientale. Leur puissance et leurs dimensions sont inférieures aux cyclones tropicaux. Leur durée est également plus faible. En fait, ils se produisent en général tous les 2 à 3 ans. Mais depuis 2016, on a pu observer en effet un événement comparable chaque automne. C’est un peu juste pour donner une tendance.

Leur fréquence pourrait cependant augmenter avec l’augmentation de la température de la mer. Mais on en sait encore assez peu sur ces phénomènes.

Que projettent les modèles concernant les cyclones ?

Très efficaces pour faire des projections sur les sécheresses ou les vagues de froid, les modèles climatiques ont un intérêt limité pour les cyclones.  En effet, la multiplicité des facteurs qui peuvent influer sur leur développement et leur cycle de vie nécessite des modèles plus complexes, donc une forte puissance de calcul.

Des incertitudes existent notamment sur la connexion entre le réchauffement climatique et les épisodes El Niño/La Niña, qui, on l’a vu, influencent grandement l’activité cyclonique.

Les simulations du climat pour le XXIe siècle indiquent que les cyclones ne devraient pas être plus nombreux, voire moindre dans certaines zones, comme dans le Pacifique ouest.

Quel va être l’impact de ces modifications de l’activité cyclonique ?

Avec l’urbanisation des zones côtières, c’est surtout le danger pour les populations et les infrastructures qui augmente. Ce sera encore pire en raison de l’élévation du niveau de la mer. De plus, il y a de moins en moins de zones tampon : par exemple, les mangroves, qui contribuent naturellement à freiner les vagues et à réduire l’impact des cyclones, sont détruites par les activités humaines.

Enfin, la migration de la zone d’activité cyclonique peut avoir un effet particulièrement redoutable en s’abattant sur des villes qui n’ont pas été construites en fonction de ce risque.

La Nouvelle Orléans en Louisiane après l’ouragan Katrina – © David Mark / Pixabay

Le mot de la fin

Les cyclones subissent les répercussions des changements climatiques, en particulier de l’augmentation de la température des océans et des changements dans le régime des vents.

  • Les scientifiques pensent que le nombre de cyclones sera inférieur ou similaire, bien que cela puisse varier selon les régions du monde. Mais ils seront en moyenne plus intenses en termes de précipitations et de vitesse du vent.
  • Les ondes de tempête qui accompagnent souvent les cyclones sont susceptibles de provoquer davantage de dégâts, tout simplement à cause du niveau élevé de la mer

En outre, les pertes (matérielles et humaines) devraient augmenter en raison de la plus grande exposition aux tempêtes.

BONUS : retrouvez cet article en infographie sur le site du CNRS !

Références

Tropical Cyclones and Climate Change Assessment: Part II: Projected Response to Anthropogenic Warming
Corresponding author: Thomas R. Knutson
https://doi.org/10.1175/BAMS-D-18-0194.1

Le réchauffement climatique actuel influence-t-il l’activité des ouragans extrêmes de l’Atlantique Nord (1945-2018) ?
Karl Hoarau, Florence Pirard and Ludovic Chalonge
https://doi.org/10.4000/echogeo.19141

The poleward migration of the location of tropical cyclone maximum intensity
James P. Kossin, Kerry A. Emanuel & Gabriel A. Vecchi
https://www.nature.com/articles/nature13278

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Commentaires

3 Comments

  1. bdd13 18 mai 2021

    Bonjour,
    Vous vous êtes attaqué à un sujet épineux et complexe, dont on peut dire au final qu’on n’a pas encore de tendance claire, malgré quelques signes plutôt dans le sens de l’accentuation des intensités. L’absence d’une bonne climatologie, voire d’une paléo-climatologie sur ce thème est un vrai handicap.
    On pourrait dire que le principe de précaution doit s’appliquer sur ces événements destructeurs, et prévoir d’entretenir correctement les moyens de prévention, de protection, et de résilience.
    J’ai toutefois deux remarques à faire sur le contenu.

    Le premier concerne plutôt la rhétorique :
    Vous écrivez : “En 2017 par exemple, l’ouragan Maria est passé en 24h de catégorie 1 à 5, ce que l’on n’avait jamais observé … et donc pas vraiment pu prévoir !”
    C’est un peu dur d’écrire cela. Ne le présentez pas comme ça à un modélisateur ! Le principe de la modélisation étant justement de prévoir tous les cas de figure, y compris ceux qu’on n’a jamais vus. C’est aussi grâce aux modèles qu’on a pu comprendre enfin certains phénomènes, certes observés, mais qui échappaient à notre compréhension (je pourrais en citer plusieurs, comme par exemple les déferlements d’ondes orographiques sous la tropopause, occasionnant des accidents de turbulences extrêmes à des endroits géographiques peu probables). La modélisation de petite échelle a fait d’énormes progrès, et la prévision des trajectoires/intensité des cyclones est de mieux en mieux maîtrisée, autorisant justement les prévisions de phénomènes extrêmes, même si on ne les a jamais vus….

    La deuxième remarque concerne cette affirmation : “Mais le fait que la haute couche de l’atmosphère se réchauffe plus que les basses couches ne favorise pas l’activité cyclonique”.
    Tout d’abord, il s’agit de parler plus précisément de la troposphère et non pas de l’atmosphère. Ce qui est intéressant, c’est ce qui se passe au sommet de la troposphère, à la jonction avec la stratosphère (la tropopause).
    Je n’ai pas complètement fouillé vos références que j’ai lues en diagonale, mais il me semble que ce serait plutôt le contraire, certes avec beaucoup d’incertitude. Le GIEC AR5 a plutôt confirmé l’AR4 qui stipulait déjà une augmentation d’altitude avec refroidissement de la tropo, dans les régions subtropicales, et hautes latitude de l’HN en tout cas (seules les hautes latitudes de l’HS ayant vu une baisse/réchauffement).Une figure p.197 atteste d’ailleurs d’un refroidissement de la basse stratosphère de 0,5° (donc très proche des températures de la tropopause puisqu’il y a isothermie verticale dans cette zone).
    L’AR5 termine bien en prenant beaucoup de pincettes :
    “In summary, tropospheric geopotential height likely decreased from 1979 to 2012 at SH high latitudes in austral summer and increased
    in the subtropics and NH high latitudes. Confidence in trends of the tropical cold-point tropopause is low owing to remaining uncertainties
    in the data.”
    L’augmentation/refroidissement de la tropo dans les régions tropicales (conditions attendues de façon intuitive du fait de l’absorption des rayonnements terrestres par la concentration troposphérique des GES, agissant comme écran vis à vis des plus hautes couches), engendre, de façon basique, une augmentation de l’instabilité. On est d’accord que beaucoup de facteurs complexes jouent sur le déclenchement des phénomènes aboutissant à la formation d’un cyclone, mais le potentiel des cumulonimbus s’en trouve augmenté.

    Voilà, il ne faut pas s’étendre d’avantage, bien d’autres facteurs étant déterminants. Mais continuez vos investigations toujours passionnantes, et pleines de bon sens.

    Répondre
  2. F 18 mai 2021

    « 80 % de la ville inondés » il faudrait préciser qu’il s’agit de la nouvelle Orléans.

    Par ailleurs merci pour tes articles que je lis avec grand interêt. Je voudrais par ailleurs contribuer sur tipee, la somme est mensuelle, c’est bien cela?
    F

    Répondre
    1. Bon Pote 18 mai 2021

      C’est fait merci ! Et vous avez le choix, en une fois ou mensuel, Tipeee vous l’indiquera.

      Répondre

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