Introduction aux changements climatiques et aux précipitations extrêmes

Vous apprendrez ce que les recherches actuelles suggèrent concernant les précipitations extrêmes dans un climat changeant et pourquoi ECCC recommande de mettre à l’échelle la température afin d’estimer l’intensité future des précipitations extrêmes.

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Résumé

Vous apprendrez ce que les recherches actuelles suggèrent concernant les précipitations extrêmes dans un climat changeant et pourquoi ECCC recommande de mettre à l’échelle la température afin d’estimer l’intensité future des précipitations extrêmes.

Les observations mondiales et les modélisations climatiques indiquent une intensification systématique des précipitations de courte durée dans les climats plus chauds (Westra et coll., 2013, Zhang et coll., 2013). Cette constatation générale est la même pour de nombreuses régions d’Amérique du Nord qui connaissent déjà des précipitations extrêmes plus intenses et plus fréquentes (Kirchmeier-Young, 2020). Cependant, les variations dans les précipitations extrêmes à l’échelle locale sont plus difficiles à évaluer (Bush et Lemmen, 2019) et la confiance dans les projections des précipitations extrêmes est généralement moins élevée qu’en ce qui concerne les températures, car les précipitations extrêmes constituent un processus complexe que les climatologues ne comprennent qu’en partie et les modèles climatiques n’ont pas tendance à bien les représenter. Par exemple, les modèles climatiques régionaux et mondiaux ont des résolutions allant de 10 à 250 km, alors que les épisodes de précipitations extrêmes peuvent se produire à des échelles de 1 kilomètre ou moins. Pour ces raisons, les valeurs de précipitations extrêmes de courte durée fournies par les modèles climatiques mondiaux ou régionaux actuels ne doivent pas être interprétées au sens propre comme les quantités exactes de précipitations qui seront enregistrées à l’avenir.

Cependant, tout porte à croire que fondamentalement, l’intensité des précipitations extrêmes – pour une gamme de paramètres de précipitations extrêmes – est liée très étroitement à la température : plus la température augmente, plus l’intensité des précipitations augmente, par un facteur général d’environ 7% pour chaque augmentation de 1°C. Par conséquent, le réchauffement climatique est susceptible d’entraîner une augmentation des précipitations extrêmes quotidiennes et sous-journalières, selon un rythme comparable. L’expression des variations relatives des précipitations extrêmes en fonction du réchauffement est souvent appelée « mise à l’échelle des températures ». Elle est aussi parfois appelée «relation de Clausius-Clapeyron». Cette formule est incroyablement efficace malgré sa simplicité, car elle permet de faire des estimations futures des précipitations sur la base des projections de température, qui sont beaucoup mieux simulées par les modèles climatiques mondiaux.

La relation générale entre le réchauffement et les précipitations extrêmes est robuste. Cependant, l’ordre de grandeur de ce lien est moins certaine. Par exemple, pour certains lieux et certaines saisons, une augmentation de 1°C de la température peut entraîner une augmentation de 6% de l’intensité des précipitations extrêmes, alors que dans un autre lieu et une autre saison, cette relation peut se transformer en une augmentation de 8% ou plus. Sans doute plus important encore, différentes mesures des précipitations extrêmes (par exemple, différentes périodes de retour des précipitations maximales annuelles ou différentes durées des épisodes de tempête) peuvent « varier d’échelle » à des rythmes différents, en fonction de leurs liens sous-jacents avec les conditions de température atmosphérique changeantes et les principaux mécanismes de précipitation (Pacific Climate Impacts Consortium, 2015). En bref, si la « direction » de la relation entre la température et les précipitations extrêmes est certaine (des températures plus élevées conduisent généralement à des événements de précipitations extrêmes plus intenses et plus fréquents), la confiance autour de « l’ampleur exacte de cette relation est plus faible, et pourrait varier considérablement autour de la valeur centrale consensuelle de 7%. Néanmoins, la mise à l’échelle de la température demeure un moyen physiquement justifiable pour établir des estimations de précipitations extrêmes futures, qui n’est pas entravé par les enjeux liés aux projections de précipitations directes.

L’utilisation de la mise à l’échelle des températures pour estimer les futures intensités de précipitations extrêmes tient compte des pratiques exemplaires actuelles, des connaissances en climatologie et des capacités techniques. Cependant, la communauté scientifique du climat améliore la compréhension des observations historiques des précipitations, met au point des superordinateurs plus puissants pour mieux simuler les événements de précipitations extrêmes et, ce qui est peut-être le plus important, fait progresser les connaissances sur les principes fondamentaux d’événements météorologiques extrêmes divers et complexes. Par conséquent, la population canadienne peut s’attendre à constater une évolution constante des recommandations de pratiques exemplaires concernant les projections de précipitations extrêmes futures et à ce qu’Environnement et Changement climatique Canada publie ces recommandations sur donneesclimatiques.ca.

L’utilisation de la mise à l’échelle des températures pour estimer les futures intensités de précipitations extrêmes repose sur 1) des estimations adéquates des précipitations extrêmes historiques – directement à partir de stations météorologiques possédant de longues séries de données (p. ex. Mekis et coll., 2018) ou, moins idéalement, à partir de produits de données climatiques maillées historiques (p. ex. Werner et coll., 2019) – et 2) des estimations des variations de la température futures à partir de modèles climatiques. Les séries d’observations adéquates des précipitations extrêmes historiques permettent aux estimations des variations futures de ces extrêmes provenant de modèles climatiques d’être établies sur des « bases solides ». Toute modélisation future utilisée pour déterminer les variations de la température doit tenir compte des facteurs importants qui déterminent le degré de variation (période d’intérêt, choix des modèles climatiques et des scénarios d’émissions) et le rôle de la variabilité climatique naturelle dans la régulation des conditions climatiques d’une année à l’autre. La prise en compte de ces facteurs dans le cadre d’évaluations fondées sur la mise à l’échelle des températures (comme dans cet exemple pratique) garantira que les variations des précipitations extrêmes futures fondées sur la mise à l’échelle des températures couvrent toute la gamme des conditions futures possibles.

Pour toute question concernant la sélection de données climatiques historique, veuillez communiquer avec le Centre d’aide des services climatiques.