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Le recul de la banquise provoque-t-il un regain des épisodes de froid extrême ?

NASA/JPL-Caltech AIRS Project.

Au cours de l’hiver 2020-2021, alors que l’Arctique enregistrait des températures exceptionnellement élevées et un déficit notable de banquise, des épisodes de froid intense concernaient l’Asie, une partie de l’Europe et surtout les États-Unis.

La vague de froid et de neige qui a touché le sud des Grandes Plaines en février 2021 se classe ainsi parmi les plus sévères jamais enregistrées dans la région. Elle avait alors paralysé l’État du Texas dans une très large mesure.

Selon une récente étude parue dans Science, les épisodes de froid sont devenus plus fréquents aux moyennes latitudes de l’hémisphère nord depuis les années 1990. Et ce, malgré le réchauffement global du climat. Or, selon les auteurs du papier, non seulement ces évènements ne sont pas incompatibles avec un réchauffement moyen, mais ce dernier favoriserait en plus leur survenue. Par quel(s) mécanisme(s) ?

Une illustration de la complexité du système climatique

En recoupant les données observationnelles avec celles issues de simulations climatiques, les chercheurs pensent que la région arctique joue un rôle-clé. En effet, la hausse des températures y progresse deux à trois fois plus rapidement que sur le reste du globe. Par ailleurs, le recul et l’amincissement de la banquise favorisent les échanges d’eau et de chaleur entre l’océan et l’atmosphère qui le surplombe. Un processus qui tend à augmenter l’intensité des précipitations et l’étendue du manteau neigeux en Eurasie.

Un dipôle de grande échelle apparaît ainsi entre un Arctique anormalement chaud et peu englacé – notamment dans le secteur des mers de Barents et de Kara – et une Sibérie anormalement froide et enneigée. Or, ce forçage thermique tend à exciter un système d’ondes planétaires, se propageant depuis la surface vers la haute atmosphère où il peut finir par désorganiser le vortex polaire. La figure ci-dessous illustre le processus.

neige froid
Représentation schématique d’une onde planétaire (illustrée par la courbure du courant-jet, en bleu) associée à une mer de Barents anormalement chaude et une Sibérie anormalement froide. La flèche violette signe la propagation de cette onde vers le vortex polaire (cercle violet). Crédits : Cohen & al. 2014.

Vaste tourbillon d’air froid qui se forme chaque hiver au-dessus du pôle, le vortex ainsi perturbé rétroagit sur la basse atmosphère en déconcentrant le froid des hautes latitudes. Les masses d’air froid migrent alors vers des contrées plus méridionales. Les auteurs expliquent par ce biais la survenue d’épisodes hivernaux plus rigoureux depuis le milieu des années 1990, période où justement le réchauffement arctique s’est accéléré. En particulier, en ce qui concerne l’Amérique du Nord.

Réchauffement de l’Arctique et vagues de froid : une relation qui reste à éclaircir

Un des points novateurs de l’étude est l’identification d’un nouveau type de perturbation du vortex polaire. Si jusqu’à présent les scientifiques ont surtout évalué les liens avec les réchauffements stratosphériques soudains (SSW) – où le tourbillon est annihilé -, il est surtout question ici d’une élongation du vortex, sans déstructuration majeure. Les vagues de froid extrêmes aux États-Unis étant plus fortement liées à une élongation du tourbillon polaire qu’à un SSW.

« Il existe une contradiction de longue date entre une augmentation apparente des extrêmes froids en hiver dans les latitudes moyennes alors même que les températures mondiales se réchauffent » note Chaim Garfinkel, un des coauteurs du papier. « Cette étude aide à résoudre cette contradiction et souligne qu’une augmentation apparente des extrêmes froids aux latitudes moyennes en hiver ne devrait pas être utilisée comme excuse pour retarder la prise de mesures urgentes pour réduire les émissions de gaz à effet de serre ».

Cependant, il faut noter que la question du lien entre le réchauffement arctique et ses conséquences sur la circulation atmosphérique – et donc les extrêmes de froid – n’est pas récente et reste vivement débattue dans la communauté scientifique. À cet égard, le dernier rapport du GIEC publié en août dernier indiquait que « les liens entre le réchauffement de l’Arctique et la circulation des latitudes moyennes sont un exemple de résultats contrastés qui ne peuvent pas encore être conciliés ». Aussi, il reste du travail à faire pour comprendre !