Réf. Paul 2002 - A

Référence bibliographique complète
PAUL P. Reconstitution d'anomalies de paramètres climatiques et de fréquences de catastrophes naturelles (crues, sécheresses, tempêtes) au cours des 500 dernières années en Europe Centrale. La Houille Blanche, N° 6/7, 2002, 111-114.

Abstract : The reconstruction of climatic anomalies in Central Europe and the occurrence of natural disaster since 500 years are assessed by Pfister from monthly temperature and precipitation index and monthly mean surface pressure. The appearance of these anomalies is connected with the occurrence of natural disasters that are sufficiently known in the area of the Central Alps over the last five centuries.

Mots-clés
Paramètres climatiques, reconstitution, anomalies, catastrophes naturelles, fréquence, crues, tempêtes, avalanches, Europe Centrale

Organismes / Contact
Faculté de géographie et d'aménagement, Université Louis Pasteur, Strasbourg.

(1) - Paramètre(s) atmosphérique(s) modifié(s)
(2) - Elément(s) du milieu impacté(s)
(3) - Type(s) d'aléa impacté(s)
(3) - Sous-type(s) d'aléa
Champs de pression / circulation atmosphérique, températures, précipitations   Crues, tempêtes, avalanches  

Pays / Zone
Massif / Secteur
Site(s) d'étude
Exposition
Altitude
Période(s) d'observation
Europe Centrale Alpes Centrales       500 dernières années

(1) - Modifications des paramètres atmosphériques
Reconstitutions

Depuis environ 3000 ans, les conditions climatiques ont relativement peu évolué, hormis la variabilité naturelle du climat. Les températures moyennes séculaires ne semblent pas avoir présenté des écarts dépassant 1°C par rapport à la deuxième moitié du 20e siècle (Berger, 1992 ; Mann, 2001). Cependant, les longues chroniques historiques révèlent des fluctuations aléatoires et des tendances plus ou moins prolongées au cours des 500 dernières années (Mann, 2001).

Evolution du climat de l'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 (Pfister, 1998), 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 (Wanner et al., 1994). Ainsi, cette rigueur hivernale fréquente constitue l'une des principales caractéristiques du "Petit Age Glaciaire". Les langues glaciaires progressent dans les vallées à travers les forêts et même sur des terres agricoles dès la seconde moitié du 16e siècle (Le Roy Ladurie, 1967). Après 1895, l'occurrence de telles situations a fortement diminué, à l'exception des décennies 1936-1945 et 1956-1965. Cette tendance s'est accentué 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, ce qui a contribué à l'avancée glaciaires de cette époque. Mais chaque siècle a connu des séquences d'étés chauds, notamment les décennies 1536-1545, 1616-1625, 1936-1945. La tendance vers des étés chauds et secs s'est accentuée dans la seconde moitié du 20e siècle, marquée par un recul des glaciers alpins.

Quant aux anomalies automnales, elles se manifestent par une alternance de périodes froides et chaudes, qui tendent à s'équilibrer jusqu'au milieu du 18e siècle. Ensuite, les mois froids d'automne dominent avec de fortes anomalies qui surviennent une à trois fois par décennie jusqu'en 1935. Ensuite, les moids d'automne doux et secs deviennent plus fréquents, mais depuis 1986, on observe des anomalies à la fois chaudes et humides, ce qui ne s'était encore jamais produit aussi nettement au cours des 500 dernières années.

Au total, aux échelles mensuelle, saisonnière et annuelle, on retrouve dans le passé la forte variabilité interdécennale du climat que l'on connaît depuis le début des mesures des instruments météorologiques.

Observations

 

Modélisations
 
Hypothèses
 

Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)

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. Pour les précipitations, dont la variabilité spatiale est plus grande, il a été possible de disposer d'un plus grand nombre de stations et de regrouper les résultats par régions homogènes après une critique minutieuse des données brutes remontant au 19e siècle. La détermination des anomalies de température et de précipitation est fondée sur des écarts mensuels importants par rapport aux valeurs moyennes de la période 1901-1960. Pour les années antérieures aux mesures instrumentales, c'est-à-dire avant 1755, une évaluation critique de la fiabilité des diverses sources documentaires (dates du début des vendanges, gel des lacs en hiver, etc.) a été réalisée. Ainsi, des indices mensuels ont été définis à partir de données historiques objectives et synthétiques. Il s'agit de valeurs en pourcentages de l'écart-type par rapport à la moyenne de la période 1901-1960. Les mois ont ainsi été classés selon 7 indices allant de + 3 (+ 180 %) à - 3 (-180 %), c'est-à-dire de la classe extrêmement chaude à la classe extrêmement froide, ou bien, pour les précipitations de la classe extrêmement arrosée à la catégorie extrêmement sèche. Par ailleurs, 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.


(2) - Effets du changement climatique sur le milieu naturel
Reconstitutions  
Observations
 
Modélisations
 
Hypothèses
 

Sensibilité du milieu à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
   

(3) - Effets du changement climatique sur l'aléa
Reconstitutions
Grandes crues (événements extrêmes ou de forte intensité qui ont causé des dégâts importants au patrimoine privé ou public) :
On observe des variations importantes des crues du Rhin ; celles-ci ont été rares entre 1641 et 1706 et entre 1882 et 1994. Par contre, une période de fortes crues du Rhin et d'inondations dans l'ensemble du domaine alpin suisse s'est manifestée entre 1828 et 1876 : les 6 crues "extrêmes" enregistrées entre 1808 et 1994 sont survenues entre 1817 et 1882, à l'exception de celle de mai 1994. Au total, il a été possible d'établir la fréquence des crues mensuelles extrêmes et sévères du Rhin à Bâle pour la période 1500-1994 : juillet arrive en première position à cause de la conjonction d'épisodes pluvieux intenses et de la fonte des neiges alpines ; décembre suit en seconde position avec des crues imputables à des pluies frontales persistantes par flux de SW, associées à une fonte rapide de la neige à moyenne altitude. La rareté des fortes crues pendant plus de 110 ans à partir de 1882 peut s'expliquer en partie par une modification des conditions météorologique synoptiques, notamment par une fréquence plus élevée des anticyclones de blocage en été. Des épisodes de fortes inondations au cours des siècles passés ont été reconnus au Tessin.

Tempêtes :
La reconstitution des tempêtes destructrices au cours des 500 dernières années sur le Plateau suisse montre qu'elles surviennent avec un intervalle moyen de 15 ans environ. Mais, des variations importantes sont observées : aucune tempête sévère n'est survenue entre 1562 et 1605 et une pause encore plus longue est apparue entre 1787 et 1841. Néanmoins, chaque siècle a été marqué par une violente tempête et on en dénombre au moins trois au 20e siècle (février 1967, février 1990 et décembre 1999).

Avalanches :
Des périodes de fortes avalanches ont été identifiées [au cours des 500 dernières années] ; elles correspondent à une fréquence élevée d'hivers humides et froids, notamment autour de 1720 et de 1775 à 1817. Différentes situations météorologiques peuvent être assez facilement identifiées aux dates précises des sinistres : situations perturbées de NW, flux de Sud, chutes de pluie et de neige mouillée par flux de SW sur le versant méridional des Alpes, etc.
Observations
Une période plutôt peu épargnée ressort nettement entre 1927 et 1975. La recrudescence des crues de fin d'été et d'automne à partir de 1975 sur le versant sud des Alpes semble s'inscrire dans le cadre de la variabilité naturelle ; il est prématuré d'y voir des effets anthropiques. Mais il serait intéressant d'examiner si la fréquence plus élevée des événements catastrophiques postérieurs à 1994 contribue à infirmer cette remarque. D'ailleurs, des travaux de recherche récents portant sur 133 stations suisses mettent en évidence pour l'ensemble de la Suisse une augmentation sensible depuis 1973 du nombre de jours de précipitations abondantes (> 50 mm/jour), pouvant s'expliquer par une recrudescence de certaines situations cycloniques (Fallot, 2000).
Modélisations
 
Hypothèses
 

Paramètre de l'aléa
Sensibilité du paramètres de l'aléa à des paramètres climatiques
Informations complémentaires (données utilisées, méthode, scénarios, etc.)
Fréquence des crues, des tempêtes et des avalanches Anomalies de paramètres climatiques affectant les températures et les précipitations pendant des durées variables.

Grandes crues :
Une typologie objective des crues a été établie en fonction de 4 niveau d'ampleur des dommages et de trois catégories d'extension spatiale (locale, régionale et interrégionale). Les données sur les crues les plus graves survenues en Suisse depuis le 16e siècle ont été collectées et adaptées, après avoir été confrontées, pour les deux derniers siècles, aux mesures précises de hauteur d'eau du Rhin à Rheinfelden et de plusieurs grands lacs comme les lacs Majeurs et Léman, en utilisant les qualificatifs de "fort" et "extrême" pour des valeurs-seuils d'écart-types issus des séries 1901-1960.

Tempêtes :
Utilisation de documents historiques.

Avalanches :
Des critères objectifs ont été établis pour pouvoir comparer valablement des événements anciens à l'activité avalancheuse de la période contemporaine. Une liste des avalanches les plus significatives avec l'indication des dommages associés, qui ont sévi en Suisse et dans les pays voisins, a été établie pour les 500 années considérées.


(4) - Remarques générales



(5) - Syntèses et préconisations
La mise au point de méthodes de calage des données reconstituées à des séries de mesures climatiques fiables récentes permet une meilleure reconnaissance des séquences chaudes ou froides et des épisodes de sécheresse ou de crues qui se sont succédées au cours des 500 dernières années. On peut ainsi mettre en évidence des fluctuations climatiques aléatoires et des tendances dont la prise en compte pourrait contribuer à rendre plus réaliste les évaluations probabilistes concernant les longues durées de retour de phénomènes extrêmes naturels qui déclenchent des catastrophes naturelles contemporaines. Le transfert de tels résultats aiderait les aménageurs et les décideurs à mieux connaître les risques naturels encourus par les populations et à disposer d'informations pertinentes dans des politiques de préservation de l'environnement régional et local. Enfin, l'établissement de séries d'indices climatiques plus nombreuses et cohérentes pour les périodes historiques antérieures aux mesures instrumentales aiderait à mieux discerner si les évènements climatiques extrêmes peuvent s'expliquer par la variabilité naturelle du climat ou s'il y a, dans une proportion plus ou moins grande, des tendances récentes liées aux changements globaux contemporains.

Références citées (extrait) :

BERGER A. (1992) - Le climat de la Terre, De Boeck, Bruxelles, 479 p.

FALLOT J.M. (2000) - « Evolution du nombre de jours avec des précipitations abondantes en Suisse durant le 20" siècle », Publ. Ass. Int. Clim., 13, 100-109.

LE ROY LADURIE E. (1967) - Histoire du climat depuis l'an Mil, Paris, Flammarion, 376 p.

MANN M. E. (2001) -« Climate during the past millennium ", Weather, 56, 91-102.

PFISTER C.. (1988) – “Variations in the spring-summer climate of Central Europe from the high middle ages to 1850” :in: Long and Short Term Variability of Climate, H. Wanner and U. Siegenthaler [Ed.], Springer, Berlin, 57-82.

PFISTER C. (1998) - Raum-zeitliche Rekonstruktion von Witterungsanomalien und Naturkatastrophen 1496-1995, VDF, Zurich, 140 p.

PFISTER C. (1999) – « Le puzzle climatique des historiens », La Recherche, n' 321, vol. 29, 64-68. i

WANNER H. et al. (1995) – “Wintertime European Circulation Patterns during the Late Maunder Minimum [1675-1704] Cooling Period”, Theoretical and Applied Climatology, 51, 167-175.