Exceptionally high summer mean temperatures predict tundra fire activity, with stronger responses at greater previous-year leaf area index​

La toundra arctique est un vaste paysage sans arbres où le sol reste gelé une grande partie de l'année, abritant une communauté unique de plantes basses comme les mousses, les lichens et les arbustes. Pendant des siècles, cette région a été considérée comme trop froide et humide pour supporter des incendies fréquents, mais à mesure que la planète se réchauffe, le climat y change plus rapidement que presque n'importe où ailleurs sur Terre. Lorsque les températures augmentent, l'air peut retenir plus d'humidité, asséchant la végétation et la rendant plus susceptible de brûler si une étincelle se produit. Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que ces tendances au réchauffement pourraient transformer la toundra en un environnement sujet aux incendies, mais la recette exacte de ces brasiers est restée floue. Il est difficile de savoir si la chaleur elle-même est le principal moteur, ou si la quantité de croissance végétale de l'année précédente, la fréquence des coups de foudre ou la quantité de pluie joue un rôle plus critique dans la décision de savoir quand et où un feu va démarrer et quelle sera son ampleur.

Pour démêler ces relations complexes, des chercheurs ont examiné deux décennies de données, de 2001 à 2020, en observant l'activité des incendies à travers l'ensemble du biome de la toundra. Ils ont divisé la région en petites cellules de grille et ont suivi la quantité de carbone libérée par les incendies ainsi que la surface de terre brûlée chaque année. En comparant ces registres d'incendie avec neuf facteurs environnementaux différents, incluant la température, les précipitations, le vent et la densité des feuilles des plantes, l'équipe a cherché à trouver les signaux les plus forts. Ils ont utilisé une méthode qui regroupait les années par catégories basées sur la fréquence à laquelle certaines conditions se produisaient, ce qui leur a permis de voir comment le comportement des incendies changeait lorsque les conditions passaient de fraîches et humides à chaudes et sèches. Cette approche a aidé à séparer l'influence de la météo immédiate des effets durables du paysage lui-même.

L'analyse a révélé que le prédicteur le plus puissant de l'activité des incendies de la toundra était simplement la chaleur de l'été. Lorsque les températures estivales atteignaient les niveaux les plus élevés, l'activité des incendies augmentait brusquement, particulièrement dans des régions comme l'Alaska et la Russie. Suivant de près la température, venait la sécheresse de l'air, mesurée par la quantité d'humidité que l'atmosphère extrayait des plantes. L'étude a trouvé que ces deux facteurs — la chaleur et la sécheresse atmosphérique — avaient le lien le plus étroit avec la quantité de terres brûlées et le carbone libéré. Bien qu'un indice météorologique standard utilisé pour prédire le danger d'incendie dans les forêts ait aidé à expliquer la taille des zones brûlées, c'est la température brute de l'été qui a piloté la tendance globale à travers l'ensemble du biome.

Crucialement, la recherche a montré que l'histoire du paysage compte tout autant que la météo actuelle. La quantité de végétation verte et feuillue présente l'année précédant un incendie est un facteur clé. Lorsque l'année précédente avait connu une croissance végétale abondante, la toundra devenait beaucoup plus sensible à la chaleur. Dans ces zones, un été chaud entraînait une augmentation disproportionnée de l'activité des incendies. Cela suggère qu'une année chaude suivie d'une année de croissance luxuriante crée une tempête parfaite : les plantes supplémentaires fournissent plus de combustible, et la chaleur assèche ce combustible, le rendant prêt à s'enflammer. L'étude a également constaté que la foudre, qui fournit l'étincelle nécessaire pour déclencher un incendie dans ces zones reculées, renforçait cette relation. Cependant, de fortes précipitations agissaient comme un frein, affaiblissant le lien entre la chaleur et le feu, tandis que la vitesse du vent ne montrait pas d'effet cohérent et reproductible sur le résultat.

Les chercheurs ont observé que les étés les plus chauds, qui deviennent plus fréquents, ont tendance à se superposer spatialement avec les zones où les incendies sont les plus intenses. Cela signifie qu'à mesure que l'Arctique continue de se réchauffer, les conditions qui déclenchent ces incendies de grande ampleur ne font pas seulement apparaître de manière légèrement plus probable, mais apparaissent avec une fréquence croissante dans les mêmes endroits. Les conclusions indiquent que la toundra ne réagit pas à la chaleur de manière constante et linéaire. Au lieu de cela, la combinaison de températures estivales records et du combustible fourni par la croissance végétale des années précédentes crée une boucle de rétroaction où l'activité des incendies pourrait bondir brutalement. À mesure que le climat se déplace vers ces limites supérieures de température, la toundra pourrait connaître des événements d'incendie bien plus graves que ceux observés par le passé, pilotés par l'interaction simple et puissante de la chaleur, de la sécheresse et de la végétation laissée derrière elle.