C’est désormais chose connue : les températures ont déjà augmenté un peu partout dans le monde depuis que l’humanité a commencé à brûler des énergies fossiles. Et elles vont continuer à augmenter dans les décennies à venir à cause de l’inertie de nos sociétés et, dans une moindre mesure, de celle des systèmes climatiques.
L’élévation de température à l’échelle du globe d’ici la fin du siècle va dépendre de l’évolution des gaz à effet de serre dans les années à venir. En France, les autorités ont défini une Trajectoire de Réchauffement de référence pour l’Adaptation au Changement Climatique (la TRACC), fixant une cible commune d’adaptation et visant à préciser à quoi s’adapter en termes de climat durant le XXIème siècle.
A date, le réchauffement d’origine humaine est de +1,7°C en France en moyenne par rapport à la période préindustrielle. Pour l’avenir, la TRACC table sur un réchauffement sur le territoire français de 2°C en 2030, 2,7°C en 2050 et 4°C d’ici la fin du siècle, correspondant respectivement à des augmentations de 1,5°C, 2°C et 3°C pour le globe. La différence entre ces valeurs est liée au fait que les continents se réchauffent plus vite que les océans et que la France fait globalement partie des régions du monde qui se réchauffent le plus vite.
Si l’élévation des températures est globalement une certitude, l’évolution des précipitations dans les années à venir est en revanche nettement plus imprévisible et plus difficile à modéliser par les scientifiques, en raison de la multiplicité des facteurs qui agissent sur ce paramètre. Pour autant, certaines tendances se dégagent et il est acquis que le grand cycle de l’eau subira des perturbations un peu partout dans le monde.
Des modifications du grand cycle de l’eau et des précipitations aux causes multiples
L’accumulation de gaz à effet de serre (dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d’azote, gaz fluorés…) dans l’atmosphère induit une augmentation du forçage radiatif terrestre, c’est-à-dire l’écart entre l’énergie qui arrive chaque seconde sur terre et celle qui repart. Ce surplus d’énergie est principalement capté par l’océan (de l’ordre de 91%) et, dans une moindre mesure, par l’atmosphère (de l’ordre de 1%). Or, les modifications du bilan énergétique terrestre entraînent des changements importants et généralisés dans le cycle mondial de l’eau.
Un climat plus chaud augmente le transport d’humidité dans les systèmes météorologiques, ce qui rend en moyenne les saisons plus humides et les événements pluvieux plus intenses. D’après les scientifiques du GIEC, la capacité de rétention d’eau atmosphérique à proximité de la surface augmente d’environ 7% par degré de réchauffement. Cette augmentation explique une intensification d’une ampleur similaire des événements de fortes précipitations (à des échelles de temps allant de moins d’une journée à une saison), ce qui accroît mécaniquement la gravité des risques d’inondation lorsque ces événements extrêmes se produisent.
Davantage de pluies… mais pas moins de sécheresses
Au global, la moyenne de précipitations et d’évaporation augmente de 1 à 3% par degré de réchauffement. Toujours d’après le GIEC, les précipitations annuelles mondiales sur les terres devraient s’élever de 2,4% en moyenne dans le scénario à faibles émissions SSP1-1.9 et de 8,3% dans le scénario extrême SSP5-8.5 d’ici 2081-2100 par rapport à la période 1995-2014.
Paradoxalement, davantage de pluie ne signifie cependant pas que les sécheresses diminueront, puisque l’élévation des températures (et donc du taux d’hygrométrie atmosphérique) accentue l’évapotranspiration et réduit l’humidité des sols. Ce phénomène est particulièrement marqué sur le pourtour méditerranéen.
Des phénomènes naturels amplifiés ou perturbés
La variabilité naturelle du climat restera une source majeure d’incertitudes pour les projections du cycle de l’eau à court terme (d’ici 2040). Les prévisions décennales sont donc peu fiables dans la plupart des régions, car les fluctuations internes des précipitations sont difficiles à anticiper et peuvent masquer ou renforcer les effets du réchauffement. Les changements déjà observés dans le cycle de l’eau en raison de ces fluctuations devraient d’ailleurs s’accentuer dans les prochaines décennies.
Il est également très probable que la variabilité des précipitations liée à El Niño s’amplifie d’ici la fin du siècle. De plus, la volatilité sub-saisonnière augmentera : on comptera moins de jours de pluie, mais avec une intensité quotidienne plus forte dans de nombreuses régions. Enfin, les précipitations extrêmes devraient augmenter presque partout, même là où les précipitations moyennes sont prévues en baisse.
Un autre facteur d’incertitude majeur provient de la circulation méridienne de renversement de l’Atlantique (AMOC). Celui-ci désigne un système complexe de courants océaniques, qui circulent dans l’Atlantique Nord, le long des littoraux américains et d’Europe de l’Ouest. Or, les archives paléoclimatiques montrent qu’un effondrement de l’AMOC provoque des changements brusques dans le cycle de l’eau, tels qu’un déplacement vers le sud de la ceinture tropicale, un affaiblissement des moussons africaines et asiatiques, un renforcement des moussons dans l’hémisphère sud et un assèchement en Europe. Il existe un degré de confiance moyen que l’AMOC ne s’effondrera pas avant 2100. Mais si elle venait à s’effondrer, il est probable que cela entraînerait des changements brusques dans le cycle de l’eau.
Le rôle de la végétation et des aérosols
Comme évoqué dans cet article, la végétation joue un rôle fondamental dans le grand cycle de l’eau et sur les régimes de précipitations. Les changements dans l’utilisation des terres et l’extraction d’eau pour l’irrigation ont influencé les réponses locales et régionales dans le cycle de l’eau. L’évolution de la déforestation dans les années à venir conditionnera donc en partie l’évolution des précipitations dans les régions concernées, voire au-delà.
Les aérosols, émis en partie par les arbres, mais aussi et surtout par la combustion incomplète des énergies fossiles, influencent également le régime des pluies de deux manières différentes. D’une part, ils dispersent et absorbent le rayonnement solaire, ce qui réduit l’énergie disponible pour l’évaporation de surface et les précipitations qui s’ensuivent. Entre les années 1950 et 1980, les émissions anthropiques d’aérosols dans les pays développés (Amérique du Nord et Europe notamment) ont engendré une baisse des précipitations, partiellement rétablies depuis, en contribuant à déplacer vers le sud la limite nord de la ceinture de pluie tropicale. D’autre part, les gouttelettes nuageuses se forment sur des particules d’aérosols préexistantes qui agissent comme des noyaux de condensation pour les nuages. Les émissions d’aérosols ajoutent donc des noyaux de condensation par rapport à un environnement vierge et produisent des nuages avec des gouttelettes plus nombreuses, plus petites et plus lentes à se regrouper en gouttes de pluie. Cela supprime les faibles précipitations provenant de nuages peu profonds et de courte durée et favorise la formation de précipitations plus importantes provenant de nuages profonds.
Les émissions anthropiques d’aérosols ayant été fortement réduites dans les pays développés grâce aux normes anti-pollution, leur effet sur la pluviométrie s’est lui aussi atténué. Cependant, on estime aujourd’hui qu’une cinquantaine de pays (parmi lesquels la Chine notamment) manipulent volontairement les nuages en pratiquant « l’ensemencement des nuages » en bombardant le ciel avec de l’iodure d’argent.
Le cas de la France
La France ne fait pas exception aux constats dressés ci-dessus et, à l’inverse des températures, les projections de précipitations élaborées par Météo France sur la base de la TRACC sont marquées par de fortes incertitudes.
A l’échelle d’une année complète, les simulations projettent une légère augmentation sur le quart nord-est du pays. Météo France ne parvient pas à définir le signe de l’évolution sur le reste de l’hexagone, hormis une légère baisse sur le sud-ouest dans le scénario. Le cumul annuel des précipitations est considéré comme stable. Néanmoins, les précipitations utiles (différence entre précipitations et évaporation) vont diminuer sous l’effet de la hausse des températures et les contrastes saisonniers vont avoir tendance à s’exacerber avec une dominante de hausse en hiver et une baisse en été.
En hiver, la hausse domine quasiment sur l’ensemble du pays (hors Alpes et Pyrénées) avec une augmentation de 15% en moyenne d’ici la fin du siècle et une bonne confiance sur le signe de changement à l’exception des régions les plus méridionales, mais aussi une partie de la Bretagne à +4°C.
En été, la baisse domine sur tout le pays, avec une valeur moyenne de -20% d’ici la fin du siècle, mais la confiance sur le signe de changement reste limitée pour 2030 et 2050, voire pour le niveau de réchauffement +4°C dans le quart nord-est. Même les Pyrénées-Orientales, qui ont pourtant connu plusieurs années incroyablement sèches, pourraient donc paradoxalement assister à une augmentation des précipitations dans les années à venir.
Au global, ce qui est à craindre n’est donc pas la disparition de la pluie, mais plutôt ses fluctuations, aussi bien saisonnières (notamment été et hiver) qu’en termes de régularité, avec un allongement des périodes sèches et une multiplication des épisodes de pluies intenses. Dans ce contexte, il sera plus que jamais nécessaire d’être capable de retenir et d’infiltrer l’eau, notamment en menant des concertations à l’échelle du bassin versant et en favorisant les solutions d’adaptation fondées sur la nature telles que les zones d’expansion naturelles des crues.
