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Type de connaissances |
Résultats de recherche et interprétations |
Méthodes d'observation et d'analyse |
Références |
| Reconstitutions | Europe Centrale : Pendant les 5 derniers siècles : En hiver, les anomalies froides et sèches ont dominé de 1566 à 1605 et pendant 220 ans, de 1676 à 1896, avec la présence de hautes pressions sur la Scandinavie, qui ont dirigé plus fréquemment des masses d'air polaire continental froid vers l'Europe centrale (indice négatif de l'oscillation Nord Atlantique). Des advections durables d'air Arctique vers l'Europe centrale et occidentale ont été bien mises en évidence pour les mois très rigoureux de février 1684 et de janvier 1709. Après 1895, l'occurrence de telles situations a fortement diminué, à l'exception des décennies 1936-1945 et 1956-1965. Cette tendance s'est accentuée au cours des trente dernières années du 20e siècle avec une fréquence particulièrement faible des mois d'hiver froid. Pfister a souligné qu'au printemps, les anomalies froides et sèches ont aussi prédominé au cours des 500 dernières années, principalement de 1566 à 1885 avec des pointes pour les décennies 1566-1575 et 1736-1745. Cette dernière décennie a subi une fréquence exceptionnellement élevée de types de circulation méridiens de Nord, qui ont apporté en Suisse des conditions hivernales en avril, voire même en mai (1740). Les anomalies froides estivales sont apparues fréquemment au 16e et 17e siècle, notamment de 1566 à 1635 et de 1666 à 1695. Des situations de blocage durable, notamment par flux de nord-ouest, ont apporté de fortes précipitations neigeuses en altitude. |
Evaluation des anomalies de température et de précipitation à l'aide d'indices à partir des séries continues et validées de Bâle (depuis 1756) et de Genève (depuis 1768) utilisées par Pfister (1998, 1999) dans sa reconstitution spatio-temporelle des anomalies météorologiques et des catastrophes naturelles. Une base de données des conditions météorologiques, établie par Pfister, remonte à 1496 avec une reconstitution de la configuration générale du champ de pression mensuel au sol. Il s'agit ainsi d'un complément simplifié de la: série des « Grosswetterlagen », situations météorologiques quotidiennes sur l'Europe centrale qui sont disponibles à partir de 1881 jusqu'à maintenant. |
Paul 2002 - A |
Arc alpin : Les différences de pressions de l’air les plus importantes ont été trouvées entre les sites de basses et de hautes altitudes. Les pressions de l’air des sites de basse altitude suivent les température de l’air de manière proche, indiquant une importante force d’aversion pour la GAR. L’importante augmentation centennale de la pression de l’air des sites de haute altitude par rapport aux sites de basse altitude a été utilisée comme une preuve indépendante et non « thermomètrique » d’un réchauffement au 19 et 20e siècle d’une « colonne d’air alpine » dans les régions représentatives des 3 km inférieurs de la troposphère. |
Pressions de l’air dans la GAR pour les sites de haute et basse altitude, avec filtre 30 ans et un an, anomalies par rapport à la moyenne 1961-1990. |
Böhm et al. 2005 - A | |
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Observations |
Alpes : Les données de pression de l’air dans l’arc alpin montrent des fluctuations à l’échelle décennale, avec l’apparition de comportement inhabituels dans les années 1980 : la pression atteint des valeurs de moyenne annuelle plus élevées que n’importe quelle autre au cours du 20e siècle. |
Haeberli & Beniston 1998 - A | |
Alpes : Conditions atmosphériques de l'hiver 1999 : courants d’ouest début décembre, hautes pressions (anticyclones) sur l’Europe vers mi-décembre, temps de dégel à Noël, tempêtes de neige et arrivées d’air polaire continental après le 20 janvier, temps d'hiver de froid et humide débutant fin février. D’après ce calendrier approximatif, les chutes de neige et les arrivées d’air froid de cet hiver sont intervenues presque dans les délais habituels. En revanche, la durée du régime de nord-ouest et la quantité énorme de masses de neige ont été exceptionnelles. En janvier/ février 99, la conjonction de divers facteurs a conduit à l’accumulation d’une grande quantité de neige : • A chaque retour de la situation typique, la zone qui présentait les vents les plus violents a concerné le secteur des Alpes. Ceci a eu pour conséquence un effet de barrage maximal. • La zone de vents violents était très étendue (de l’Islande à la Méditerranée). Elle est restée pratiquement stationnaire plusieurs jours durant. Ceci a conduit à une situation de vent de nord-ouest avec un haut degré d’humidité. • Le changement de type de situation, avec d’autres vagues étendues, a également provoqué des situations avec des vents de secteur nord-ouest. Tous ces facteurs pris isolément ne sont pas inhabituels, mais leur conjonction durant l’hiver écoulé a été inhabituelle, bien que celle-ci ait une probabilité statistique d’occurrence mesurable. |
ProClim 1999 - E | ||
Alpes suisses : Aucune tendance ni périodicité statisticalement significatives n'ont été observées au cours du 20 e siècle pour les paramètres analysés. |
Des paramètres journaliers (températures, précipitations, couverture nuageuse, direction et force du vent, chutes de neige sur 3 jours, hauteur et durée du manteau neigeux) ont été étudiés pour trois stations météo : Davos, Bever et Andermatt. |
Bader & Kunz 2000a - R : PNR31 | |
Alpes européennes : L’analyse révèle des corrélations faibles et intermittentes avec la NAO pour la frange Nord des Alpes et des corrélations un peu plus solide pour la frange Sud ; l’augmentation des précipitations hivernales ne peut donc pas être expliqué par les tendances observées de la NAO, au moins dans le cadre d’un modèle simple de régression linéaire. |
Les valeurs de l'indice NAO mensuel sont celles exposées par Hurrell (2000). L'étude de corrélation a été entreprise pour plusieurs périodes indépendantes afin d'examiner la stationnarité du lien entre l'indice NAO et les précipitations alpines. |
Schmidli & al. 2001 - A | |
Europe/Alpes : BENISTON (2000) a montré que les tendances et les anomalies de températures, d'humidité et de pression se détachent plus clairement à haute altitude qu'à plus basse altitude, où les processus aux limites des couches, les caractéristiques locales et les effets urbains se combinent pour amortir les signaux climatiques de grande échelle. Les processus climatiques aux sites de haute altitude peuvent donc être considérés, dans de nombreux cas, comme le reflet de forçages de grande échelle, comme la NAO. Ces découvertes ont été confirmées par l'expérimentation numérique menée par GIORGI et al. (1997). Ils ont souligné la dépendance altitudinal de la réponse atmosphérique régionale aux forçages climatiques de grande échelle. Calculé pour la période 1901-1999, 56 % des différences de pression observées en Suisse peuvent être expliqués par le comportement de la NAO. Pour la période 1961-1999, le chiffre s'élève à 83 %, ce qui est considérable étant donnés les nombreux facteurs qui peuvent déterminer les champs de pression régionaux. De même, le comportement synchrone entre les températures et la NAO est saisissant, particulièrement pour la deuxième moitié du 20e siècle. Une caractéristique particulière de la phase positive de l'indice NAO est qu'elle est invariablement reliée à des précipitations anormalement basses et à des températures plus douces que la moyenne, particulièrement de la fin de l'automne au début du printemps, en Europe du Sud et Europe centrale (incluant les Alpes et les Carpates). L'inverse se produit également pendant les périodes où l'indice NAO est négatif. Au Säntis, par exemple, les valeurs extrêmes les plus basses de la distribution des températures minimales disparaissent pendant les périodes de haut indice NAO, en faveur de températures beaucoup plus chaudes. Les températures en-dessous de -15°C au Säntis, qui représentent environ 30 % des hivers lorsque l'indice NAO est en-dessous du niveau de 10 %, ne se retrouvent que 15 % du temps lorsque les valeurs de la NAO sont hautes. Cela implique que les périodes avec des conditions de froid extrême sont réduites de 50 %. L'humidité et les précipitations dans les Alpes sont également influencées par le comportement de la NAO. En cas d'indice négatif, plus de 50 % des valeurs enregistrées en hiver au Säntis excèdent 90 % d'humidité relative, alors qu'en cas d'indice positif ce niveau d'humidité relative n'est dépassé que pour 35 % des valeurs. Il y a donc une réduction claire de l'humidité ambiante à haute altitude. Depuis le début des années 1970 et jusqu'en 1996, l 'indice NAO hivernal a été de plus en plus positif, indiquant une augmentation des flux d'ouest sur l'Atlantique Nord. Sur la région alpine, les indices NAO positifs ont entrainé des champs de pression superficiels plus hauts qu'à tout autre moment de ce siècle. Les recherches de BENISTON et al. (1994) ont montré que près de 25 % des épisodes de pression excédant le seuil de 965 hPa enregistrés ce siècle à Zürich ( correspondant à environ 1030 hPa de pression au niveau de la mer ) se sont produits au cours de la période 1980-1992. Les quatre années successives 1989-1992 représentent 16 % des hautes pressions persistantes dans la région au cours de ce siècle. La suppression des biais imposés par les épisodes de forte NAO aurait abouti à des augmentations relativement modestes des températures minimales et à des taux réduits d'augmentation des températures maximales, avec pour conséquence un réchauffement alpin comparable au réchauffement mondial moyen (JONES et MOBERG, 2003). |
Beniston 2005b - A | ||
Canton du Tessin : Pas de tendance annuelle ou saisonnière dans les épisodes de Foehn. |
L'analyse des données provenant des stations météorologiques de Lugano et de Lucarno a été entreprise pour la période 1971-2003. |
Reinhard & al. 2005 - A | |
Greater Alpine Region : Les régimes MSLP jouent un rôle significatif dans le GAR en hiver, mais beaucoup moins en été. Les températures à haute altitude sont manifestement liées à la circulation zonale de l'hémisphère Nord, tandis que les températures à basse altitude sont plutôt associées à la circulation au dessus du secteur NE de l'Atlantique . Au nord des Alpes, un régime de pression centré sur les îles britanniques induit la principale influence sur les précipitations hivernales, alors que les sous-régions méditerranéennes sont dominées par la NAO. L'impact du phénomène ENSO sur le climat du GAR est faible. |
L'influence des circulations atmosphériques de grande échelle sur les températures et les précipitations du GAR a été étudiée à partir de modèles MSLP d'échelle continentale à globale dérivés du jeu de données mensuelles de pression du niveau de la mer EMULATE (EMSLP, 1850-2003), de l'indice mensuel d'Oscillation Nord Atlantique (NAO, 1821-2004), de l'indice d'Oscillation Arctique (AO, 1899-2002), de l'Indice d'Oscillation du Sud (SOI, ENSO, 1850-2004 et une reconstruction basée sur les cernes d'arbres 1706-1977) et de l'indice El Nino3 (1408-1978). |
ALP-IMP 2006 - R | |
Monde : Les vents d'Ouest des moyennes latitudes se sont renforcés dans les deux hémisphères depuis les années 1960. |
Revue bilbiographique. | IPCC 2007 - R (SP) | |
Piedmont et Vallée d'Aoste (Nord-Ouest de l'Italie) : Alors que les températures sont positivement corrélées avec le régime EA tout au long de l'année, la NAO joue un rôle, avec une corrélation positive, seulement en hiver. Pour les autres saisons, c'est l'indice SCAN qui affecte (négativement) les températures dans le secteur d'étude. Les précipitations sont (négativement) corrélées à la NAO en hiver seulement, tandis qu'une phase positive du SCAN entraine une augmentation des précipitations tout au long de l'année. En général ces résultats sont en accord avec ceux de Wibig (1999) sur l'influence du SCAN sur les précipitations en Italie. L'indice bloquant Euro-Atlantique présente des corrélations semblables à celles de la phase négative de la NAO : les basses températures en hiver et au printemps sont associées à la phase positive de l'EAB. L'indice ne montre aucune corrélation significative avec les précipitations, contrairement aux résultats de Quadrelli et al. (2001). L'indice bloquant Européen (EB) présente un comportement analogue à l'indice SCAN : Il est associé à d'importantes précipitations en été et en automne et à de basses températures de l'hiver à l'été . La corrélation avec les températures est en accord avec l'impact des épisodes bloquant sur les températures hivernales en Europe discuté par Trigo et al. (2004). |
Les auteurs ont calculé la corrélation des précipitations moyennées par saison et des séries de températures avec les indices de télé-connexion NAO (Oscillation Nord Atlantique), SCAN (Scandinavie), EA (Atlantique Est) et EAWR (Atlantique Est /Russie Ouest). Les modèles de télé-connexion ont tous été calculés à partir des données de ré-analyse NCEP pour la période 1950-2000. La significativité des corrélations a été déterminée en utilisant à la fois un « Student's t-test » standard et une méthode de Monte-Carlo trainante, les deux méthodes donnant les mêmes résultats. |
Ciccarelli & al. 2008 - A | |
Suisse :
L’indice NAO semble être bien corrélé avec les valeurs de pression de l’air de surface en Suisse. Des anomalies de températures sont associées avec les fluctuations de la NAO. Quand la NAO est positive (depuis les années 1960), les champs de pression augmentent aussi dans les Alpes, ce qui se traduit par des anomalies positives des températures et négatives des précipitations, particulièrement en hiver. |
Beniston 2007 - C1 | ||
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Modélisations |
Alpes : Les analyses statistiques montrent que la NAO explique plus du tiers des variations climatiques dans la zone de l’Atlantique Nord à l’Europe de l’Ouest. Quand la différence entre la pression de l’air dans les Açores et l’Islande est importante, les vents d’Ouest prédominent, comme de 1974 à 1995 (janvier 1993 par exemple). Dans de telles situations, le climat alpin est plus chaud avec moins de chutes de neige. Mais si la différence de pression est basse et les vents d’Ouest plus faibles, il y a plutôt des vents du Nord ou la « Bise » comme pendant l’hiver 1963 quand les lacs ont gelés ou en 1985. Mais l’oscillation ne peut pas expliquer les précipitations hivernales. Cependant, il y a des autres pressions et modèles de fluides qui peuvent être observés en hiver et qui peuvent être considérés comme « normaux ». Une de ces situations, caractérisée par des pressions centrées au dessus du Golfe de Gascogne et de la Russie mène à des flux Nord-Ouest observés pendant l’hiver sur de longues périodes. Ceci explique également une bonne partie de la variabilité à long terme. Sur la base des connaissances actuelles et à partir des observations et des modèles disponibles, il est impossible de savoir si les événements atmosphériques et océaniques liés à cette deuxième situation sont liés à la NAO. Les deux modèles sont exclusivement dérivés d’analyses statistiques. Certains facteurs physiques sont en interaction avec la distribution de la pression (comme la température océanique de surface ou la distribution de la banquise), mais il n’est pas possible de les corréler avec des oscillations de pression. La plupart des calculs « modélisés » indiquent plus d’énergie dans le système atmosphérique avec un effet de serre renforcé. Ceci pourrait amener à des vents d’Ouest plus fréquents, et donc un climat hivernal plus chaud pour les Alpes. |
ProClim 1999 - E | |
Alpes :
Comme conséquence de l’augmentation attendue des concentrations de gaz à effet de serre (période 2071-2100 par rapport à 1971-2000, été seulement), les OAGCM simulent une altération des régimes de circulation et une augmentation générale de la température de l’air et de l’humidité absolue. L’augmentation marquée de la hauteur géo potentielle au dessus de l’Europe de l’Ouest et de l’Europe Centrale correspond avec une augmentation du nombre de jours avec des flux d’Est et de Nord-Est au dessus de la zone alpine. |
Dans cette étude, une méthode d’extrapolation statistico-dynamique à deux périodes de 30 ans pour une simulation de scénario climatique avec un OAGCM. La première période représente le climat actuel (1971-2000) alors que la deuxième période représente un climat possible dans 100 ans (2071-2100). L’extrapolation a été réalisée pour la « Greater Alpine Region ». Cette étude est limitée au mois estivaux, c'est-à-dire, juin, juillet et août. Les données utilisées proviennent du OAGCM ECHAM4/OPYC3 avec le scénario ISC92a. Dans le but d’analyser un changement climatique potentiel, les résultats des périodes de 30 ans 1971-2000 et 2071-2100 ont été sélectionnés. |
Heimann & Sept 2000 - A | |
Monde : Les intercomparaisons des simulations de scénarios climatiques montrent, de manière cohérente, une intensification du cycle hydrologique à l'échelle planétaire dans un climat futur, en liaison avec l'augmentation de l'évaporation océanique due à l'augmentation de la température de surface. Cependant, l'analyse détaillée d'une simulation particulière semble indiquer que cette intensification s'accompagne, dans la plupart des régions, d'un ralentissement de ce cycle, en liaison avec une diminution de l'efficacité du mécanisme de formation des précipitations. Les changements de précipitations induits par une augmentation de la concentration en CO2 semblent pouvoir être interprétés à grande échelle par une modification des contraintes dynamiques et thermodynamiques que les modèles reproduisent de manière cohérente. Il s'agit, par exemple, d'une intensification de la circulation de Hadley intertropicale ou d'une augmentation de la quantité d'eau contenue par l'atmosphère, notamment aux moyennes latitudes. Europe : Il est intéressant de noter que, si l'augmentation de l'apport d'eau au-dessus de l'Europe en hiver est essentiellement liée à la circulation moyenne atmosphérique, les changements du transport par les perturbations ont souvent un effet du même ordre de grandeur. Ils contribuent à étendre la région d'augmentation des précipitations vers le Nord de l'Europe. C'est l'importance de ces termes de transport dans le bilan qui peut expliquer la sensibilité des changements climatiques simulés en Europe en hiver à la représentation du rail des dépressions par les modèles. En été, les changements du transport de l'eau atmosphérique vont au contraire dans le sens d'une diminution de l'eau disponible pour former des précipitations au-dessus de l'Europe. Malgré une augmentation de l'évaporation de surface, toutefois plus faible qu'en hiver, les précipitations diminuent faiblement. À noter que des simulations avec une dizaine de modèles climatiques régionaux européens, sous la contrainte du scénario A2 du GIEC, indiquent de manière cohérente une diminution des précipitations estivales, plus marquée sur le Sud de l'Europe. La diminution des pluies estivales s'explique ici par une diminution, plus importante en été qu'aux autres saisons de l'efficacité du processus de formation des précipitations, en conformité avec le ralentissement du cycle hydrologique. La source des changements de précipitations varie suivant la région et la saison. Au-dessus de l'Europe, en hiver, ces précipitations sont principalement d'origine dynamique, faisant intervenir l'échelle des perturbations atmosphériques, tandis qu'en été, une des sources importantes est une décroissance accrue de l'efficacité des processus de formation des pluies. |
Dans le cadre du projet international Coupled-Model Intercomparison Project (CMIP), Covey et al. [2] ont analysé les résultats de 18 modèles couplés océan-atmosphère simulant l'impact climatique d'une augmentation de la concentration du CO2 atmosphérique à un taux régulier de 1 % par an. |
Planton & al 2005 - A | |
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Hypothèses |
Suisse : La modélisation des tempêtes suggèrent une fréquence accrue des flux de Sud depuis la Méditerranée et des fortes tempêtes comme Lothar en 1999. |
Beniston 2004 in Bravard 2006 - P | |
Allemagne du Sud : En hiver, une augmentation de la fréquence et de la durée des conditions météorologiques d’Ouest (conditions cycloniques Ouest) est à attendre ; ceci est important pour la formation des crues. En été, aucun grand changement n’est à attendre. |
Hennegriff & al 2006 - A |
Légende
des références biblio :
- * : études prises en compte par le WP7.
- A : Article (revue à comité de lecture)
- C : Commentaire
- E : Etude scientifique (non publiée)
- P : Proceedings
- R : Rapport
- Re : Retour d'expérience
- T : Thèse
- W : Site Internet