Quel est le lien entre le vortex polaire et le changement climatique ?

L’hiver a été particulièrement rude pour le centre et l’est des États-Unis. Fargo, dans le Dakota du Nord, a connu des températures inférieures à zéro depuis le 5 février, selon le Washington Post, tandis que la ville de New York a été frappée par environ 22 pouces de neige depuis le 31 janvier.

Et ce n’est pas près de s’arrêter. La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) prévoit que les températures dans de nombreuses régions des 48 États inférieurs seront inférieures de 25 à 45 degrés à la normale jusqu’à mercredi et que de nombreux endroits connaîtront des records de basse température avant cette date. Le froid s’est étendu jusqu’au Texas. Au cours du week-end et jusqu’à lundi, une tempête hivernale « sans précédent » a privé d’électricité des millions de personnes au Texas et a semé le chaos sur une grande partie des États du centre et du sud, en raison de ce que le National Weather Service a appelé un « assaut impressionnant d’intempéries hivernales ».

Les négationnistes du climat ont souvent utilisé le froid hivernal pour contester l’idée que la société industrielle réchauffe la planète en brûlant des combustibles fossiles. Un exemple tristement célèbre est celui du sénateur James Inhofe (R-OK) qui a apporté une boule de neige sur le sol du Sénat pour s’opposer à la réalité du réchauffement climatique.

Ces arguments confondent fondamentalement les conditions météorologiques (fluctuations temporaires) et le climat (tendances à long terme). Mais, de manière contre-intuitive, des conditions météorologiques hivernales extrêmes peuvent en fait être le signe d’un changement climatique.

D’une part, une atmosphère plus chaude contient plus d’humidité, ce qui rend les précipitations abondantes plus probables. Lorsque la température est suffisamment froide, ces précipitations peuvent tomber sous forme de neige plutôt que de pluie.

« Si l’on trouve une source d’humidité et que ces tempêtes passent, elles sont plus susceptibles d’entraîner des précipitations plus intenses », a déclaré Brenda Ekwurzel, directrice de la science du climat et spécialiste principale du climat à l’Union of Concerned Scientists, lors d’une interview accordée à Treehugger.

L’autre raison est plus complexe et concerne le phénomène que les prévisionnistes appellent le vortex polaire.

Le vortex polaire descend

Normalement, le vortex polaire tourbillonne d’ouest en est dans la stratosphère au-dessus des pôles de la Terre, maintenant l’air froid au-dessus de l’Arctique et de l’Antarctique. Parallèlement, le courant-jet circule également, maintenant l’air chaud au sud et l’air froid au nord.

Parfois, en hiver, la stratosphère arctique se réchauffe à la suite d’un événement connu sous le nom de réchauffement stratosphérique soudain (SSW). Les vents qui maintiennent le vortex polaire en place s’affaiblissent, voire s’inversent, ce qui affaiblit le courant-jet et le rend plus faible. L’air froid de l’Arctique est alors rabattu vers les latitudes moyennes.

« On utilise parfois l’analogie de l’ouverture de la porte d’un réfrigérateur », explique M. Ekwurzel, « et l’air froid contenu dans le réfrigérateur s’échappe, tandis que l’air chaud de la pièce entre dans le réfrigérateur ».

Quel est donc le rapport avec le changement climatique ? Le vortex polaire lui-même n’est pas un phénomène nouveau, et la NOAA indique que l’origine du terme remonte probablement à 1853. Mais l’Arctique s’est réchauffé deux à trois fois plus vite que le reste de la planète en moyenne, et de plus en plus de recherches observationnelles établissent un lien entre ce réchauffement de l’Arctique et les conditions météorologiques hivernales extrêmes en Eurasie et en Amérique du Nord, qui ont en fait augmenté au cours des deux dernières décennies.

Un article de 2018 a révélé que les froids extrêmes et les chutes de neige dans l’est des États-Unis étaient plus fréquents lorsque l’Arctique était le plus chaud. Une autre étude réalisée en 2020 a révélé que la fonte de la glace de mer dans les mers de Barents et de Kara était associée à un vortex polaire plus faible entre la mi-janvier et la fin février, qui se déplaçait généralement au-dessus de l’Eurasie. Dans le même temps, la fonte de la glace de mer près du Groenland et de l’est du Canada a été associée à un vortex polaire plus faible de décembre à début février, qui s’est déplacé au-dessus de l’Europe.

Cette tendance constitue un problème pour les États-Unis et l’Europe, ainsi que pour l’Arctique lui-même. Jusqu’à présent, cet hiver, les latitudes moyennes ont connu trois perturbations majeures, a expliqué M. Ekwurzel.

• En décembre, une tempête nordique historique a coïncidé avec des températures record en Sibérie, suivies de chutes de neige record à Madrid au début du mois de janvier.
• Fin janvier, une autre tempête nordique a frappé le nord-est des États-Unis, battant un record d’enneigement vieux de 113 ans dans une ville de Pennsylvanie.
• La descente actuelle du vortex polaire sur une grande partie des 48 États inférieurs, accompagnée de températures tout aussi froides en Europe.

Toutefois, ce type de fluctuations a également des conséquences négatives dans le Grand Nord, où les températures plus élevées que la moyenne rendent la vie plus difficile aux communautés qui dépendent de la glace de mer et du manteau neigeux pour la chasse et le transport. Ekwurzel a étudié l’océan Arctique et, à cette époque, a entendu des histoires de personnes qui avaient traversé une rivière glacée pour chasser le caribou et qui s’étaient retrouvées bloquées de l’autre côté lorsque la rivière avait fondu de façon inattendue.

« Où que vous soyez dans l’hémisphère nord, les températures extrêmes perturbent votre vie normale et ce à quoi vous êtes habitués à une échelle qui n’était pas possible auparavant », a déclaré M. Ekwurzel.

La communauté scientifique ne s’accorde pas sur la question de savoir si le réchauffement des températures dans l’Arctique est réellement à l’origine des phénomènes climatiques plus au sud, ou s’il s’agit simplement de deux phénomènes simultanés. L’une des raisons est que les modèles climatiques ne montrent pas une relation aussi forte entre les deux événements, si tant est qu’ils en montrent une.

« La principale raison du désaccord entre les scientifiques du climat est que les observations suggèrent fortement un lien de causalité et que les modèles suggèrent qu’il n’y a pas de lien. Si les modèles validaient ou confirmaient les arguments avancés par l’analyse des observations, il y aurait un plus grand consensus », a déclaré Judah Cohen, spécialiste de l’atmosphère, dans une question-réponse de Carbon Brief expliquant le débat.

Toutefois, M. Ekwurzel a déclaré que les modèles n’avaient pas non plus réussi à prédire l’ampleur du réchauffement de l’Arctique. Le problème est qu’il est difficile pour les scientifiques de modéliser avec précision un climat qui change si rapidement, ce qui signifie qu’il est possible que leurs modèles n’aient pas pris en compte un facteur important.

« Le passé n’est pas un guide pour l’avenir, ni pour aujourd’hui », a déclaré M. Ekwurzel.