On the present and future changes in heatwave characteristics over the UK using RegCM4

Le soleil d'été a toujours été une source de vie et de loisirs, mais au cours des dernières décennies, il est également devenu une source de danger croissant. À mesure que la planète se réchauffe en raison de l'activité humaine, la chaleur ne fait pas que monter en température ; elle dure plus longtemps, arrive plus souvent et s'étend à des endroits qui étaient autrefois frais. Ce changement transforme les brèves périodes de hautes températures en événements dangereux appelés canicules. Il ne s'agit pas simplement de journées chaudes, mais de périodes prolongées où l'air reste anormalement chaud, souvent piégé par des systèmes de haute pression qui bloquent les vents et les nuages rafraîchissants habituels. Lorsque cette chaleur se combine à une humidité élevée, le corps humain peine à se refroidir, ce qui entraîne de graves risques pour la santé. Comprendre comment ces événements évolueront dans les décennies à venir est crucial pour protéger les communautés, les infrastructures et la santé publique.

Une équipe de chercheurs de l'Université de St Andrews, de l'Université de Hertfordshire et de l'Institut National de Technologie de Rourkela a examiné de près l'avenir de ces canicules sur le Royaume-Uni. Ils voulaient savoir non seulement si le pays deviendrait plus chaud, mais exactement comment la nature de ces événements de chaleur extrême changerait. Pour ce faire, ils ont utilisé de puissantes simulations informatiques. D'abord, ils ont fait tourner un modèle climatique global, qui observe l'ensemble de la planète, pour voir s'il pouvait recréer les canicules du passé. Ils ont constaté que, bien que ce modèle global capture les schémas généraux, il manquait certains détails plus fins, particulièrement dans les zones aux terrains complexes et vallonnés comme les Highlands écossais et l'intérieur du pays gallois, où il avait tendance à prédire des températures trop élevées. Pour corriger cela, l'équipe a utilisé une technique appelée désagrégation dynamique (dynamical downscaling). Imaginez que vous preniez une carte large et à basse résolution et que vous zoomiez pour voir les rues et les collines individuelles ; c'est ce que leur second modèle, RegCM4, a fait. Il a pris les données globales larges et les a affinées pour créer une image beaucoup plus nette et détaillée du climat du Royaume-Uni, corrigeant les erreurs du modèle plus vaste et offrant une vue plus claire de ce qui est à venir.

Les chercheurs ont ensuite projeté ces conditions sur deux périodes futures : l'avenir proche, s'étendant de 2030 à 2060, et l'avenir lointain, de 2070 à 2100. Ils ont comparé deux trajectoires différentes que l'humanité pourrait emprunter. Une voie, appelée SSP2, représente un monde où la société fait des efforts modérés pour réduire les émissions et s'adapter au changement. L'autre, SSP5, représente un monde où la société continue de dépendre fortement des combustibles fossiles avec peu d'efforts pour freiner les émissions. Les simulations ont révélé que, bien que les deux trajectoires se ressemblent dans l'avenir proche, elles divergent nettement vers la fin du siècle. Sous la trajectoire modérée, le pays connaîtra plus de chaleur, mais sous la trajectoire à hautes émissions, l'augmentation est spectaculaire. D'ici les dernières décennies de ce siècle, la température estivale la plus courante au Royaume-Uni devrait passer de la moyenne historique de 14 degrés Celsius à 17,5 degrés selon le scénario modéré, et à un étouffant 19 degrés selon le scénario à hautes émissions.

L'impact de ce réchauffement n'est pas ressenti de manière égale à travers le pays. Les simulations montrent que la partie sud du Royaume-Uni, particulièrement la zone autour de Londres et des Home Counties, fera face au stress thermique le plus intense. Cela est probablement dû à l'effet d'« îlot de chaleur urbain », où le béton et l'asphalte absorbent et retiennent la chaleur, rendant les villes nettement plus chaudes que la campagne environnante. Dans ces régions du sud, l'indice de chaleur — une mesure qui combine la température et l'humidité pour montrer la chaleur réellement ressentie par un humain — devrait dépasser les 29 degrés Celsius dans certaines parties de Londres d'ici la fin du siècle sous le scénario à hautes émissions. Ce niveau de stress thermique pose une menace sérieuse pour la santé humaine, surtout lors d'une exposition prolongée. Même les régions du nord, qui bénéficient actuellement d'étés plus frais, connaîtront des changements significatifs, bien que l'intensité y restera plus faible qu'au sud.

La découverte la plus frappante concerne la fréquence et la durée de ces événements de chaleur. L'étude suggère que sous la trajectoire à hautes émissions, le Royaume-Uni connaîtra un nombre beaucoup plus élevé de canicules chaque été. Dans l'avenir proche, environ 33 % du pays pourrait connaître cinq canicules en un seul été sous le scénario à hautes émissions, un chiffre qui monte à 36 % d'ici la fin du siècle. En revanche, sous le scénario modéré, le pays est plus susceptible de connaître trois canicules par été, couvrant environ 21 à 22 % du territoire. De plus, les nuits deviennent plus chaudes. Les chercheurs ont suivi les « nuits tropicales », définies comme des nuits où la température ne descend pas en dessous de 20 degrés Celsius. Celles-ci deviennent plus fréquentes et plus répandues, ce qui signifie que le corps a moins de temps pour se remettre de la chaleur diurne. Dans le sud-est, ces nuits tropicales pourraient devenir une occurrence régulière, certaines zones pouvant connaître jusqu'à 15 de ces nuits par an d'ici la fin du siècle.

L'étude a également examiné la mécanique atmosphérique derrière ces événements, spécifiquement les systèmes de haute pression qui piègent l'air chaud. Les simulations suggèrent un changement dans le comportement de ces systèmes sous l'effet des hautes émissions. Bien que le nombre total de jours avec ces systèmes de blocage puisse diminuer légèrement, ceux qui se forment dureront beaucoup plus longtemps. En moyenne, un système de piégeage de la chaleur établi pourrait persister environ 21 % plus longtemps qu'aujourd'hui. Parallèlement, les étés sans aucun événement de blocage deviennent plus fréquents, suggérant un nouveau schéma météorologique où les événements de chaleur sont moins fréquents en nombre, mais beaucoup plus persistants et intenses lorsqu'ils se produisent.

Le message clair de ces simulations est que l'avenir de la chaleur au Royaume-Uni n'est pas figé ; il dépend largement des choix faits aujourd'hui. La différence entre un avenir de réchauffement modéré et un avenir de réchauffement extrême est flagrante : l'écart s'élargissant considérablement après 2060. La recherche indique que des réductions à court terme des émissions de gaz à effet de serre pourraient limiter substantiellement l'intensification de ces canicules et des risques sanitaires associés. Sans une telle action, le pays fait face à un avenir où la chaleur extrême n'est pas seulement un désagrément occasionnel, mais une réalité fréquente, étendue et persistante qui défie les limites de la sécurité humaine et des infrastructures.