Après une vague de chaleur inhabituellement intense, une averse ou une sécheresse, Noah Diffenbaugh et son groupe de recherche reçoivent inévitablement des appels téléphoniques et des courriels demandant si le changement climatique d'origine humaine a joué un rôle.

Un nouveau cadre les aidera à répondre.

«La question est posée par le grand public et par des personnes qui essaient de prendre des décisions sur la façon de gérer les risques d'un changement climatique», explique Diffenbaugh, professeur de science du système terrestre à la School of Earth, Energy & Environmental Sciences de l'Université de Stanford.

«Obtenir une réponse précise est important pour tout, de l'agriculture aux primes d'assurance, en passant par les chaînes d'approvisionnement internationales et la planification des infrastructures.

Dans le passé, les scientifiques évitaient généralement de relier les événements météorologiques individuels au changement climatique, citant les défis de dissocier l'influence humaine de la variabilité naturelle du temps. Mais ça change.

"Au cours de la dernière décennie, il y a eu une explosion de la recherche, au point que nous voyons des résultats publiés dans quelques semaines d'un événement majeur", dit Diffenbaugh, qui est aussi un chercheur senior à l'Institut Stanford Woods pour l'environnement.

Quatre étapes

Dans une nouvelle étude, publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences, Diffenbaugh et ses collègues décrivent un «cadre» en quatre étapes pour vérifier si le réchauffement climatique a contribué à des événements météorologiques records. Le nouveau document est le dernier d'un domaine en plein essor de la science du climat appelé «l'attribution d'événements extrêmes», qui combine des analyses statistiques d'observations climatiques avec des modèles informatiques de plus en plus puissants pour étudier l'influence du changement climatique sur les événements météorologiques extrêmes.

"Notre approche est très conservatrice. C'est comme la présomption d'innocence dans notre système juridique ... "

Afin d'éviter d'attribuer de façon inappropriée un événement au changement climatique, les auteurs ont commencé par supposer que le réchauffement de la planète n'avait joué aucun rôle, puis ils ont utilisé des analyses statistiques pour vérifier si cette hypothèse était valide. "Notre approche est très conservatrice", dit Diffenbaugh. "C'est comme la présomption d'innocence dans notre système juridique: le défaut est que la situation météorologique était juste de la malchance, et un fardeau de preuve très élevé est nécessaire pour attribuer la responsabilité au réchauffement climatique."

Les auteurs ont appliqué leur cadre aux événements les plus chauds, les plus humides et les plus secs qui se sont produits dans différentes régions du monde. Ils ont constaté que le réchauffement climatique causé par les émissions anthropiques de gaz à effet de serre a augmenté les chances des événements les plus chauds sur plus de 80 pour cent de la surface du globe pour laquelle des observations étaient disponibles.

"Nos résultats suggèrent que le monde n'est pas tout à fait au point où chaque événement chaud record a une empreinte digitale humaine détectable, mais nous nous rapprochons", dit Diffenbaugh.

Pour les événements les plus secs et les plus humides, les auteurs ont constaté que l'influence de l'homme sur l'atmosphère a augmenté les chances dans environ la moitié de la zone qui a des observations fiables.

«Les précipitations sont intrinsèquement plus bruyantes que la température, nous nous attendons donc à ce que le signal soit moins clair», explique M. Diffenbaugh. "L'un des signaux les plus clairs que nous voyons est une augmentation des probabilités d'événements extrêmement secs dans les tropiques. C'est également là que nous constatons la plus forte augmentation des probabilités d'événements chauds prolongés - une combinaison qui présente des risques réels pour les communautés et les écosystèmes vulnérables.

L'équipe de recherche a développé le cadre des événements extrêmes au cours des dernières années, en se concentrant sur des événements individuels tels que la sécheresse 2012-2017 en Californie et les inondations catastrophiques dans le nord de l'Inde en juin 2013. Dans la nouvelle étude, un objectif majeur était de tester la capacité du cadre à évaluer les événements dans plusieurs régions du monde et à dépasser les températures et les précipitations extrêmes, qui ont été l'objet de la plupart des études d'attribution d'événements.

Glace de mer et vagues de chaleur

Un cas d'expérience très médiatisé a été la glace de mer arctique, qui a diminué d'environ 40 pour cent au cours de la saison estivale au cours des trois dernières décennies. Lorsque les membres de l'équipe ont appliqué leur cadre à la couverture de glace de mer arctique record enregistrée en septembre 2012, ils ont trouvé des preuves statistiques accablantes que le réchauffement climatique a contribué à la sévérité et à la probabilité des mesures de glace de mer 2012.

«La tendance dans l'Arctique a été très forte, et nos résultats montrent qu'il aurait été extrêmement improbable d'atteindre l'étendue record de glace de mer sans réchauffement climatique», explique M. Diffenbaugh.

Une autre force d'une approche à plusieurs volets, dit l'équipe, est qu'elle peut être utilisée pour étudier non seulement les conditions météorologiques à la surface, mais aussi les «ingrédients» météorologiques qui contribuent à des événements rares.

«Par exemple, nous avons constaté que le profil de pression atmosphérique sur la Russie durant la vague de chaleur 2010 est devenu plus probable ces dernières décennies et que le réchauffement climatique a contribué à ces probabilités», explique le co-auteur Daniel Horton, professeur adjoint à la Northwestern University et un ancien postdoctorant au laboratoire de Diffenbaugh qui a dirigé des recherches sur l'influence des régimes de pression atmosphérique sur les températures extrêmes de surface. "Si les probabilités d'un ingrédient individuel changent - comme les schémas de pression qui conduisent à des vagues de chaleur - cela met un pouce sur la balance pour l'événement extrême."

Diffenbaugh voit la demande d'attribution d'événements quantitatifs rigoureux augmenter dans les années à venir. "Quand vous regardez les données historiques, il ne fait aucun doute que le réchauffement climatique se produit et que les extrêmes augmentent dans de nombreuses régions du monde", a-t-il dit. «Les gens prennent beaucoup de décisions - à court terme et à long terme - qui dépendent de la météo, il est donc logique qu'ils veuillent savoir si le réchauffement climatique rend les événements records plus probables. En tant que scientifiques, nous voulons nous assurer qu'ils disposent d'informations précises, objectives et transparentes à utiliser lorsqu'ils prennent ces décisions. "

La National Science Foundation, le ministère de l'Énergie, les National Institutes of Health et l'Université Stanford ont financé le travail.

La source: L'Université de Stanford

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