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

"La question est posée par le grand public et par des personnes essayant de prendre des décisions sur la façon de gérer les risques d'un changement climatique, " dit Diffenbaugh, professeur de science du système terrestre à la Stanford's School of Earth, Sciences de l'énergie et de l'environnement. « Obtenir une réponse précise est important pour tout, de l'agriculture aux primes d'assurance, aux chaînes d'approvisionnement internationales, à la planification des infrastructures."

Autrefois, les scientifiques évitaient généralement de lier des événements météorologiques individuels au changement climatique, citant les défis de dissocier l'influence humaine de la variabilité naturelle du temps. Mais cela est en train de changer.

"Durant la dernière décennie, il y a eu une explosion de la recherche, au point que nous voyons des résultats publiés quelques semaines après un événement majeur, " dit Diffenbaugh, qui est également le chercheur principal de la famille Kimmelman au Stanford Woods Institute for the Environment.

Dans une nouvelle étude, publié dans le numéro de cette semaine de Actes de l'Académie nationale des sciences , Diffenbaugh et un groupe de collègues actuels et anciens de Stanford décrivent un "cadre" en quatre étapes pour tester si le réchauffement climatique a contribué à des événements météorologiques records. Le nouvel article 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 individuels.

Empreintes digitales du changement climatique

Afin d'éviter d'attribuer à tort un événement au changement climatique, les auteurs partaient de l'hypothèse que le réchauffement climatique n'avait joué aucun rôle, puis utilisé des analyses statistiques pour tester si cette hypothèse était valide. "Notre approche est très conservatrice, " Diffenbaugh a dit. " C'est comme la présomption d'innocence dans notre système juridique :la valeur par défaut est que l'événement météorologique était juste de la malchance, et un fardeau de la preuve vraiment élevé est nécessaire pour attribuer le blâme au réchauffement climatique."

Les auteurs ont appliqué leur cadre aux plus chauds, événements les plus humides et les plus secs qui se soient produits dans différentes régions du monde. Ils ont découvert que le réchauffement climatique dû aux émissions humaines de gaz à effet de serre a augmenté les probabilités des événements les plus chauds sur plus de 80 % 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 record a une empreinte humaine détectable, mais nous nous rapprochons, " a déclaré Diffenbaugh.

Pour les événements les plus secs et les plus humides, les auteurs ont découvert que l'influence humaine sur l'atmosphère a augmenté les chances sur 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, " Diffenbaugh a déclaré. "L'un des signaux les plus clairs que nous voyons est une augmentation des chances d'événements secs extrêmes dans les tropiques. C'est également là que nous voyons la plus grande augmentation des probabilités d'événements chauds prolongés - une combinaison qui pose de réels risques pour les communautés et les écosystèmes vulnérables. »

L'équipe de recherche de Stanford, qui comprend un certain nombre d'anciens étudiants et post-doctorants qui ont obtenu des postes dans d'autres universités, a développé leur cadre d'événements extrêmes ces 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 de leur cadre à évaluer des événements dans plusieurs régions du monde, et s'étendre au-delà des températures extrêmes et des précipitations, qui ont été l'accent de la plupart des études d'attribution d'événements.

Cas de test

Un cas test très médiatisé était la banquise arctique, qui a diminué d'environ 40 pour cent pendant la saison estivale au cours des trois dernières décennies. Lorsque l'équipe a appliqué son cadre à la couverture de glace de mer arctique record observée en septembre 2012, ils ont trouvé des preuves statistiques accablantes que le réchauffement climatique a contribué à la gravité et à la probabilité des mesures de la glace de mer en 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 la banquise sans le réchauffement climatique, " a déclaré Diffenbaugh.

Autre force d'une approche multidimensionnelle, l'équipe dit, est qu'il peut être utilisé pour étudier non seulement les conditions météorologiques à la surface, mais aussi les « ingrédients » météorologiques qui contribuent aux événements rares. "Par exemple, nous avons constaté que le modèle de pression atmosphérique qui s'est produit au-dessus de la Russie pendant la vague de chaleur de 2010 est devenu plus probable au cours des dernières décennies, et que le réchauffement climatique a contribué à ces probabilités, " a déclaré le co-auteur Daniel Horton, professeur assistant à la Northwestern University à Evanston, Illinois, et un ancien postdoctorant du laboratoire de Diffenbaugh qui a dirigé des recherches sur l'influence des modèles de pression atmosphérique sur les températures extrêmes de surface. "Si les chances d'un ingrédient individuel changent - comme les modèles de pression qui conduisent aux vagues de chaleur - cela met un pouce sur la balance pour l'événement extrême."

Diffenbaugh voit la demande de rigueur, l'attribution quantitative d'événements augmente 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 déclaré. "Les gens prennent beaucoup de décisions - à court 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 sont précis, objectif, des informations transparentes avec lesquelles travailler lorsqu'ils prennent ces décisions."