Les précipitations extrêmes s’intensifient d’année en année. Les exemples se multiplient partout dans le monde. La Belgique et l’Allemagne, suivies par la Chine, viennent ainsi de subir, il y a quelques semaines, des pluies intenses causant des inondations dévastatrices en ce mois de juillet 2021. Les activités humaines étaient jusque-là suspectées dans l’augmentation de ces phénomènes extrêmes. Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie, à Los Angeles, vient d’en apporter la preuve.
L’intensification des précipitations extrêmes due aux activités humaines est prévue de manière robuste par les modèles climatiques pour les décennies à venir. Le réchauffement climatique est encore là en cause. Cela s’explique par la relation de Clausius-Clapeyron : plus l’atmosphère est chaude, plus elle peut contenir d’humidité, et donc engendrer des pluies plus intenses. « Un degré de température en plus induit en moyenne 7 % d’humidité supplémentaire », précise Mathieu Vrac, chercheur au laboratoire des sciences du climat et de l'environnement à Paris, qui n’a pas participé à l’étude. Cette augmentation des températures influence également les structures de circulation atmosphérique, telles que le jet stream, qui jouent un grand rôle dans la répartition de l’humidité et des précipitations. Si ces courants se modifient, cela impacte spatialement et quantitativement les précipitations.
En ce qui concerne les précipitations passées, il était jusque-là difficile de conclure sur ce lien entre activités humaines et événements extrêmes. Cette trace du rôle de l’Homme était complexe à détecter au sein des observations. La première difficulté se situe dans la nature des phénomènes observés. « Il y a une grande variabilité des précipitations, à la fois spatiale et temporelle », explique Mathieu Vrac. Les études portant sur les précipitations sont ainsi issues d’observations locales, et il était difficile de généraliser à l’échelle du globe. Une autre difficulté se situe au niveau des données d’observations, qui vont être très inégales d’une base de données à une autre.
Les variations temporelles et spatiales des précipitations étaient le principal obstacle à l’étude de manière globale de ce phénomène de précipitations extrêmes. Pour pallier ce problème, les scientifiques se sont servis d’un réseau de neurones, un dispositif d'intelligence artificielle. C’est un système informatique dont le fonctionnement imite celui des neurones du cerveau humain. Ce système a été entraîné par une technique de machine learning.
Il s’agit d’une méthode d’apprentissage qui consiste à fournir au réseau une très grande quantité de données. Le réseau s’entraîne et apprend en quelque sorte par lui-même, par l’expérience qu’il se forge à partir de ces données. Il apprend alors à distinguer les précipitations extrêmes issues des modèles prenant en compte les modifications climatiques dues à l’activité humaine, de celles entrant dans la variabilité naturelle du climat. Le réseau a ainsi été entraîné à partir de modèles climatiques couvrant une période de 1920 jusqu’à 2099. L’avantage de ce réseau, c’est qu’il est capable de prendre en compte les incertitudes liées aux différences spatiales et temporelles des précipitations.
Les études sur les précipitations extrêmes se focalisent habituellement sur les événements à venir. En utilisant des simulations informatiques du climat futur, il est possible d’estimer l’intensité des précipitations extrêmes pour telle ou telle année. « Dans cette étude, ils ont retourné le problème. A partir des précipitations extrêmes fournies par les modèles climatiques, ils recherchent statistiquement en quelle année elles ont le plus de chances de se produire », explique Mathieu Vrac. Et à partir de cela, ils ont regardé s’il y avait une tendance à l’évolution de ces valeurs maximales annuelles en fonction du temps. Ce qui est le cas.
Leur étude s’est concentrée entre les années 1982 et 2015. Et pour les événements extrêmes de cette période, ils ont trouvé un signal anthropique, observable dans toutes les bases de données. Ce signal, la trace des activités humaines, ne cesse d’augmenter avec le temps. C’est donc encore là l’augmentation des températures dues aux activités humaines, telles que les émissions de gaz à effet de serre, qui entraînent ces intensifications des précipitations extrêmes. Cette étude apporte donc une preuve supplémentaire du rôle de l’Homme dans le changement climatique actuel.
Mais ce résultat est à prendre à l’échelle mondiale. Mathieu Vrac signale que « ce résultat peut cacher des variabilités régionales, qui peuvent être extrêmement distinctes du signal global ». Il rappelle également qu’on ne parle ici que des extrêmes. En parallèle de l’évolution de ces extrêmes, avec des pluies plus intenses, il peut aussi y avoir des diminutions des précipitations moyennes, mais aussi des sécheresses.
Une des poursuites de cette étude pourrait être ainsi d’apporter des informations plus localisées sur ces changements de précipitations. Pour Mathieu Vrac, « il serait possible de le faire avec une méthode similaire, cela serait une perspective intéressante pour donner une vision plus précise de ces changements de précipitation. Le but serait alors d’apporter une information locale à tout un chacun ».
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
