Ziel mir keng! – Science CheckLe changement climatique au Luxembourg

science.lu/FNR
Quels sont les effets du changement climatique sur les pluies intenses, les sécheresses, les températures, le nombre de journées et de nuits de chaleur extrême et les volumes de pluie et de neige? Une vérification scientifique de l’équipe science.lu du Luxembourg National Research Fund.
„Ziel mir keng!“ Climate change in Luxembourg
Quels sont les effets du changement climatique sur les pluies intenses, les sécheresses, les températures, le nombre de journées et de nuits de chaleur extrême

Saviez-vous que de juin 2023 à mai 2024, à l’échelle mondiale, chaque mois a été le plus chaud depuis le début des relevés ? (Les chiffres utilisés dans cet article vont jusqu’à la mi-2024 !)

Figure 1: Monthly global surface air temperature anomalies (°C) relative to 1850-1900 from January 1940 to May 2024, plotted as time series for all 12-month periods spanning June to May of the following year. The last 12 months (June 2023–May 2024) are shown with a thick red line while all other years with thin lines shaded according to the decade, from blue (1940s) to brick red (2020s). Data source: ERA5.
Figure 1 : Anomalies mensuelles de la température de l’air à la surface du globe (°C) par rapport à la période 1850-1900, de janvier 1940 à mai 2024, représentées sous forme de séries chronologiques pour des périodes consécutives de 12 mois allant de juin à mai de l’année suivante. Les 12 derniers mois (juin 2023 - mai 2024) sont représentés par une ligne rouge épaisse, tandis que toutes les autres années sont représentées par des lignes fines ombrées selon la décennie, du bleu (années 1940) au rouge brique (années 2020). Source des données : ERA5. Crédit : C3S/ECMWF.

Et ce n’est pas tout, cette période d’un an serait, selon le GIEC, la plus chaude que la Terre ait connue depuis au moins 125 000 ans.

Figure 2: Earth's average temperature has increased by more than 1 degree Celsius (1.8 F) from the preindustrial baseline. This new climate state will very likely persist for centuries as the warmest period in more than 100,000 years. The chart shows different reconstructions of temperature over time, with measured temperatures since 1850 and a projection to 2300 based on an intermediate emissions scenario. D.S. Kaufman and N.P. McKay, 2022, published datasets provided by D.S. Kaufman in “The Conversation”.
Figure 2 : La température moyenne de la Terre a dépassé de plus d’un degré Celsius le niveau de référence de l’ère préindustrielle. Ce nouvel état climatique persistera très probablement pendant des siècles, car il s’agit de la période la plus chaude depuis plus de 100 000 ans. Le graphique montre différentes reconstructions de la température au fil du temps, avec les températures mesurées depuis 1850 et une projection jusqu’en 2300 basée sur un scénario d’émissions intermédiaire. D.S. Kaufman et N.P. McKay, 2022, données publiées fournies par D.S. Kauffmann dans « The Conversation ». Source : https://theconversation.com/is-it-really-hotter-now-than-any-time-in-100-000-years-210126
Extrait du rapport du GIEC

Comment est-ce possible ? Il ne fait pourtant pas toujours chaud au Luxembourg !

Mais il est question ici de moyennes à l’échelon mondial. En matière de changement climatique, il faut faire attention à deux choses :

  • Il ne faut pas confondre climat mondial et climat local.
    • Même s’il ne fait pas particulièrement chaud chez nous, il peut s’agir du mois le plus chaud à l’échelle mondiale.
  • Il convient de ne pas confondre météo et climat.
    • Tandis que la météo décrit les conditions météorologiques qui se produisent à l’extérieur, pour pouvoir évaluer le changement climatique, il faut comparer des moyennes météorologiques sur de longues périodes. Au niveau régional, il convient de comparer des périodes de trente ans. Au niveau mondial, on peut aussi comparer des périodes plus courtes de vingt ou au moins dix ans.

Donc, si une année est particulièrement chaude ou particulièrement froide, on ne peut pas directement parler de changement climatique. Mais si, par exemple, la période 1961-1990 par rapport à la période 1991-2020 était significativement plus froide ou plus chaude et que l’on constate une tendance sur de nombreuses années, c’est qu’il y a changement climatique.

Dans cet épisode de « Ziel mir keng! », nous abordons brièvement les tendances mondiales pour analyser plus en détail certains effets physiques mesurables du changement climatique au Luxembourg.

Que pensez-vous ? Est-ce qu’il fait aujourd’hui plus chaud au Luxembourg qu’à l’époque préindustrielle ? Est-ce qu’il y pleut davantage ? Est-ce qu’il y a plus de sécheresses ?

Infobox : Dans cet épisode de « Ziel mir keng! », nous avons examiné de près le changement climatique avec l’aide d’Andrew Ferrone du Ministère de l’Environnement.

Comment les températures ont-elles évolué dans le monde ?

Figure 3: Changes in global surface temperature reconstructed from paleoclimate archives (solid grey line, years 1–2000) and from direct observations (solid black line, 1850–2020), both relative to 1850–1900 and averaged by decade. The vertical bar on the left shows the estimated temperature (very likely range) during the warmest multi-century period in at least the last 100,000 years, which occurred around 6500 years ago during the current interglacial period (Holocene). The last Interglacial, around 125,000 years ago, is the next most recent candidate for a period of higher temperature. These past warm periods were caused by slow (multi-millennial) orbital variations. The grey shading with white diagonal lines shows the very likely ranges for the temperature reconstructions.
Figure 3: Changements de la température à la surface du globe reconstruits à partir des archives paléoclimatiques (courbe grise pleine, années 1-2000) et issus des observations directes (courbe noire pleine, 1850–2020), par rapport à 1850–1900 et en moyenne décennale. La barre verticale de gauche indique les variations de température estimées (fourchette très probable) au cours de la période pluriséculaire la plus chaude depuis au moins 100 000 ans, et qui s’est produite il y a environ 6 500 ans, pendant la période interglaciaire actuelle (Holocène). La dernière période interglaciaire, qui remonte à il y a environ 125 000 ans, est la précédente période passée la plus récente susceptible d’avoir connu une température plus élevée. Ces périodes chaudes passées ont été causées par des variations orbitales lentes (plurimillénaires). L’enveloppe grise hachurée, striée de lignes diagonales blanches, indique les fourchettes très probables des reconstructions de température. Source: https://www.ipcc.ch/copyright/

En effet, la communauté scientifique s’accorde largement à dire que l’homme est responsable du changement climatique que nous connaissons aujourd’hui. Une étude a montré que, dans plus de 99 % des publications sur le changement climatique parues dans des revues à comité de lecture depuis 2012, les scientifiques s’accordent à dire que le changement climatique est lié aux activités humaines.

Les procédés physiques qui expliquent comment le dioxyde de carbone et les autres gaz à effet de serre réchauffent le climat sont connus depuis longtemps et peuvent entre-temps être modélisés de façon relativement précise. Et depuis l’industrialisation, l’être humain a rejeté de grandes quantités de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Les niveaux actuels de dioxyde de carbone n’ont pas été atteints depuis au moins 2 millions d’années.

Figure 4: Annual CO2 emissions. Carbon dioxide (CO2) emissions from fuels and industry. Land-use change emissions are not included.
Émissions annuelles de CO2. Émissions de dioxyde de carbone (CO₂) provenant des combustibles fossiles et de l’industrie. Les émissions liées aux changements d’affectation des sols ne sont pas incluses. Source : Our World in Data

Voici d’ailleurs une modélisation du GIEC qui montre comment les températures mondiales auraient évolué sans l’intervention de l’homme :

Figure 5: Changes in global surface temperature over the past 170 years (black line) relative to 1850–1900 and annually averaged, compared with Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) climate model simulations of the temperature response to both human and natural drivers (brown) and to only natural drivers (solar and volcanic activity, green). The solid coloured lines show the multi-model average, and the coloured shadows show the very likely range of the simulations.
Figure 5 : Changements de la température à la surface du globe au cours des 170 dernières années (ligne noire) par rapport à 1850–1900 et en moyenne annuelle, comparés aux changements simulés par les modèles climatiques de la phase 6 du Projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP6) en réponse aux facteurs humains et naturels conjugués (ligne marron) ou aux

facteurs naturels uniquement (activité solaire et volcanique, ligne verte). Les lignes pleines colorées indiquent la moyenne multi-modèle, et les enveloppes colorées indiquent la fourchette très probable des températures simulées. Source: IPCC.
© IPCC

Quelle a été l’évolution des températures au Luxembourg ?

Même si les températures augmentent de façon continue à l’échelon mondial, il existe des différences régionales. Dans certaines régions, les températures sont supérieures à la moyenne, alors que, dans d’autres, elles y sont inférieures.

De plus, la température à la surface des continents, par exemple, augmente plus que celle à la surface des océans.

Quelle est l’ampleur du réchauffement des continents et des océans à l’échelle planétaire ?

Analysons à présent les températures au Luxembourg. Est-ce qu’elles ont augmenté ?

Effectivement. Ce graphique montre qu’au cours des différents cycles de trente ans, les températures ont augmenté de façon continue. Au Luxembourg, le cycle 1990-2020 a été plus chaud de 1,6 °C que le cycle 1860-1890.

Figure 6: Average annual temperatures in Luxembourg (1838–2022).
Températures moyennes annuelles au Luxembourg (1838-2022). Source : Service de la météorologie, Administration des services techniques de l’agriculture (ASTA)
© Meteorological Service, Administration of Technical Agricultural Services (ASTA)

À titre de comparaison : au niveau mondial, les températures ont augmenté de 1,1 °C à la même période. Si l’on ne tient compte que du réchauffement à la surface des continents, ce dernier s’élève aussi à 1,6 °C. Le réchauffement au Luxembourg est donc pratiquement identique au réchauffement global à la surface des continents.

En outre, au Luxembourg, les dix années les plus chaudes depuis le début des relevés ont toutes été enregistrées au cours de la période 2003-2023 (les chiffres utilisés dans cet article vont jusqu’à la mi-2024 !).

Comment le nombre de journées et de nuits de chaleur a-t-il évolué au Luxembourg ?

Comparons à présent le nombre de journées ou de nuits où il a fait extrêmement chaud.

Au cours de la période 1991-2020, par rapport aux trente années précédentes, le nombre de jours de chaleur, c’est-à-dire de jours où la température maximale dépasse les 30 °C, est passé de 2,8 à 9,7 par an. Il a donc plus que triplé.

Le nombre de jours qualifiés de « jours d’été » et de nuits qualifiées de « chaudes » a pratiquement doublé.

Bon à savoir

Number of summer days and heatwave days, as well as warm nights and tropical nights in Luxembourg, 1991–2020 vs 1961–1990
Nombre de jours d’été et de jours de canicule, ainsi que de nuits chaudes et de nuits tropicales au Luxembourg 1991-2020 vs 1961-1990. Source: Service de la météorologie, Administration des services techniques de l’agriculture (ASTA).
© Meteorological Service, Administration of Technical Agricultural Services (ASTA)

Ce n’est peut-être pas une si mauvaise chose si les températures augmentent ici au Luxembourg ?

Malheureusement, ce phénomène a aussi des conséquences négatives.

Les pluies intenses se sont-elles multipliées au Luxembourg ?

Quel est par exemple l’impact du réchauffement au Luxembourg sur les pluies intenses ?

Si nous comparons les mêmes périodes, le nombre de jours marqués par des pluies intenses a nettement augmenté en hiver comme en été : +5 jours pour les deux saisons.

Figure 8: Number of days with various precipitation amounts in Luxembourg in summer (top) and in winter (bottom), for the periods 1991–2020 and 1961–1990.
Nombre de jours avec différentes quantités de précipitations au Luxembourg en été (en haut) et en hiver (en bas), pour les périodes 1991-2020 et 1961-1990. Source : Service de la météorologie, Administration des services techniques de l’agriculture (ASTA).
© Meteorological Service, Administration of Technical Agricultural Services (ASTA)

La relation entre des températures globales plus élevées et une augmentation des pluies intenses s’explique par la physique. Quand la température de l’air augmente de un degré, sa capacité à stocker de l’eau sous la forme de vapeur augmente de 7 %. Les physiciens Emile Clapeyron et Rudolf Clausius l’ont déjà démontré au XIXe siècle.

Par ailleurs, plus il fait chaud, plus l’évaporation à la surface des océans est grande.

Le changement climatique augmente donc la probabilité d’épisodes de pluies intenses et, malheureusement, aussi le risque d’inondations.

Mais ici aussi, les inondations ne sont pas un phénomène nouveau. Il est vrai qu’elles sont en partie dues à l’imperméabilisation des surfaces, mais elles sont aussi causées par des épisodes de pluies intenses. Toutes les inondations ne peuvent pas être attribuées au changement climatique. Mais la probabilité augmente et les épisodes de pluies intenses se multiplient.

Qu’en est-il des sécheresses ?

Le nombre de sécheresses au Luxembourg a-t-il augmenté ?

Il est intéressant de constater que, si l’on compare les mêmes périodes, le Luxembourg a aussi connu plus de sécheresses.

Les sécheresses sont plus difficiles à mesurer que les pluies intenses, car il faut tenir compte de divers facteurs, tels que les précipitations sur une longue période, l’humidité du sol ou la durée d’ensoleillement. Les chercheurs utilisent un indice de sécheresse.

Figure 9: Drought index in Luxembourg for the periods 1991–2020 and 1961–1991.
Indice de sécheresse au Luxembourg pour les périodes 1991-2020 et 1961-1991. Source: Service de la météorologie, Administration des services techniques de l’agriculture (ASTA).
© Meteorological Service, Administration of Technical Agricultural Services (ASTA).

Plus cet indice augmente, plus il y a d’épisodes de sécheresses. Pendant la période 1961-1990, les sécheresses ne concernaient pratiquement que les mois de juin et de juillet, mais au cours des trente années suivantes, elles ont eu lieu tous les mois, sauf en janvier et décembre, où le risque reste très faible.

Nos agriculteurs, horticulteurs et jardiniers amateurs connaissent bien le problème.

L’indice de sécheresse est d’ailleurs un indice de probabilité. Il indique la probabilité – ou, dans d’autres termes, la fréquence – d’occurrence de sécheresses. Cette probabilité n’a jamais été nulle. Mais elle augmente nettement pour l’instant.

Et qu’en est-il dans l’ensemble du volume des précipitations ici au Luxembourg ?

Quel est l’impact du changement climatique sur les précipitations en général au Luxembourg ?

La moyenne des volumes de précipitations est restée à peu près constante au fil des ans.

Figure 10: Average annual rainfall (l/m2) in Luxembourg 1920–2022.
Quantités moyennes annuelles de précipitations (l/m2) au Luxembourg 1920-2022. Source: Service de la météorologie, Administration des services techniques de l’agriculture (ASTA).
© Meteorological Service, Administration of Technical Agricultural Services (ASTA)

Mais on constate tout de même que les saisons changent.

Nos hivers sont considérablement plus pluvieux. De 1990 à 2020, les précipitations ont augmenté de 19 litres par mètre carré par rapport à la période 1960-1990. Et nos printemps sont considérablement plus secs, avec une baisse de 26 litres par mètre carré.

Pour l’été et l’automne, aucune différence significative n’a été observée.

Pour terminer, penchons-nous sur le nombre de jours d’enneigement.

Impact du changement climatique sur la neige ici au Luxembourg

Pendant la période 1961-1990, on comptait en moyenne 41,4 jours d’enneigement par an avec au moins 1 cm de neige, contre seulement 25 jours pendant les trente années qui ont suivi (source : Meteolux). Il neige donc nettement moins.

Conclusion

· Oui, les températures grimpent au Luxembourg, la hausse ayant atteint 1,6 °C par rapport à l’ère préindustrielle.

· Oui, le nombre de journées et de nuits qualifiées de chaudes, d’estivales ou de tropiques augmente également.

· Non, le volume de précipitations n’a guère évolué en moyenne, mais ce qui a changé, c’est que les phénomènes extrêmes se sont multipliés : d’une part, il y a plus d’épisodes de pluies intenses et, d’autre part, les sécheresses sont plus fréquentes.

· Et oui, il neige moins.

Nous n’avons abordé ici que quelques effets physiques mesurables du changement climatique au Luxembourg. Mais le changement climatique a bien entendu aussi un impact sur l’agriculture, la biodiversité, notre bien-être et notre vivre ensemble... Nous en parlerons dans un prochain épisode !

© science.lu/FNR/SKIN

In this episode, we have only talked about the measurable physical effects of climate change in Luxembourg. But climate change naturally also has an impact on agriculture, biodiversity, our well-being, and social cohesion. But that’s for another episode!


“Ziel mir keng!” est diffusé le dimanche soir sur RTL Tëlee après le “Wëssensmagazin Pisa”. Il s’agit d’une collaboration entre RTL et le Luxembourg National Research Fund. Vous pouvez aussi visionner les épisodes sur RTL Play.

Auteur : Jean-Paul Bertemes (FNR) Édition : Michèle Weber (FNR) Présentation : Jean-Paul Bertemes, Michèle Weber (FNR) Vérification par les pairs et conseils : Andrew Ferrone (Ministère de l’Environnement ; au moment de la préparation de l’article : ASTA) Données et graphiques : ASTA/Andrew Ferrone; Meteolux/Luca Mathias

Sources

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