Tendances régionales des phénomènes extrêmes dans le rapport 2021 du GIEC
- Author(s):
- Valérie Masson-Delmotte et Panmao Zhai

Ce résumé se fonde sur la contribution du Groupe de travail 1 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) au sixième Rapport d’évaluation (AR6): «Climate Change 2021: The Physical Science Basis» (Changement climatique 2021, les éléments scientifiques). Un tiers environ du rapport est consacré aux informations climatologiques régionales, et cette partie comprend une évaluation des changements observés et prévus des facteurs climatiques générateurs d’impact, qui sont des conditions physiques du système climatique (par exemple des moyennes, des phénomènes ou des extrêmes) qui affectent la société ou des écosystèmes d’une certaine façon. Les facteurs climatiques générateurs d’impact représentent la contribution des sciences physiques à l’évaluation des risques liés au climat, mais n’indiquent pas si les impacts correspondants offrent des possibilités potentielles ou sont préjudiciables (comme les dangers). Des informations plus détaillées sur les phénomènes extrêmes liés à l’évolution du climat sont disponibles dans le rapport complet, en particulier au chapitre 11 (Weather and climate extreme events in a changing climate), au chapitre 9 (Ocean, cryosphere and sea level change), au chapitre 12 (Climate change information for regional impact and for risk assessment), et dans le résumé technique ainsi que dans l’atlas interactif en ligne de l’AR6 (interactive-atlas.ipcc.ch). Des synthèses des changements régionaux ont également été préparées sous forme de résumés de deux pages pour chaque grande région (voir les fiches régionales, www.ipcc.ch/AR6/WG1).
Le changement climatique anthropique exerce déjà une influence sur de nombreux extrêmes météorologiques et climatiques dans toutes les régions du monde
Au cours de la dernière décennie, la température à la surface du globe a augmenté d’environ 1,1 °C par rapport au niveau de 1850-1900. Ce réchauffement observé est la meilleure estimation qui existe du réchauffement anthropique. Il ne fait plus aucun doute que le système climatique s’est réchauffé sous l’influence humaine.
Les preuves des changements observés dans de nombreux phénomènes extrêmes et leur attribution à l’influence humaine se sont renforcées depuis la publication du précédent rapport du GIEC en 2013 (AR5). C’est en particulier le cas pour les vagues de chaleur, les précipitations extrêmes, les sécheresses, les cyclones tropicaux, les vagues de chaleur marines, les niveaux marins extrêmes et les extrêmes composites (voir le tableau 1).
![]() Tableau 1. Tableau récapitulatif des changements observés dans les extrêmes, de leur attribution depuis 1950 (sauf indication contraire) et des changements prévus à +1,5 °C, +2 °C et +4 °C de réchauffement planétaire, à l’échelle mondiale et continentale. (Source: AR6 WGI TS, tableau TS.2.) |
Nos connaissances sur les changements passés et futurs des phénomènes météorologiques et climatiques extrêmes ont progressé grâce à l’amélioration des jeux de données d’observation et de la compréhension physique des processus, à l’accroissement de la part des publications scientifiques qui combinent plusieurs sources de données et à l’amélioration de l’accès à différents types de modèles climatiques. L’émergence de nouvelles techniques et analyses s’appuyant sur des sources de données multiples a permis d’accroître le niveau de confiance dans l’attribution des changements des phénomènes extrêmes régionaux à l’influence humaine.
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En particulier, l’attribution des phénomènes constitue désormais une importante source de données pour l’évaluation des changements des extrêmes à l’échelle régionale. L’attribution des phénomènes extrêmes est devenue un domaine important de la recherche sur le climat, donnant lieu à une littérature de plus en plus abondante. Elle prouve que les gaz à effet de serre et d’autres forçages externes ont eu une incidence sur les phénomènes extrêmes individuels, en isolant les facteurs anthropiques de la variabilité naturelle.
Les phénomènes extrêmes régionaux qui ont été étudiés ne présentent pas une grande homogénéité géographique. Quelques phénomènes, par exemple les précipitations extrêmes au Royaume-Uni, les vagues de chaleur en Australie ou l’ouragan Harvey qui a frappé le Texas en 2017, ont été massivement étudiés. En revanche, de nombreux phénomènes extrêmes à fort impact n’ont pas été étudiés, en particulier dans les régions en développement, où il y a en général peu d’études d’attribution en raison notamment du manque de données d’observation, de modèles climatiques fiables et de capacités scientifiques. Bien que les phénomènes étudiés ne soient pas représentatifs et que les résultats puissent être sujets à un biais de sélection, les nombreuses études existantes s’accordent à montrer que les changements des propriétés des phénomènes locaux et individuels examinés coïncident avec les conséquences attendues de l’influence humaine sur le climat et peuvent être attribués à des facteurs externes.
À l’échelle mondiale, les extrêmes chauds (y compris les vagues de chaleur) (voir la figure 1) sont devenus plus fréquents et plus intenses dans la plupart des terres émergées depuis les années 1950, tandis que les extrêmes froids (y compris les vagues de froid) sont devenus moins fréquents et moins sévères, le changement climatique d’origine humaine étant, avec un degré de confiance élevé, le principal facteur de ces changements (voir la figure 2).
Certains extrêmes chauds observés au cours de la dernière décennie auraient été extrêmement improbables sans l’influence humaine sur le système climatique. Dans le cas où les villes intensifient localement le réchauffement dû aux activités humaines, l’agriculture sans labourage, l’irrigation et l’expansion des cultures ont atténué l’augmentation des extrêmes de chaleur estivale dans certaines régions, comme le centre de l’Amérique du Nord (degré de confiance moyen).
La fréquence des vagues de chaleur marines a approximativement doublé depuis les années 1980, et au moins depuis 2006, l’influence humaine a très probablement contribué à la hausse de cette fréquence.
La fréquence et l’intensité des précipitations extrêmes ont augmenté depuis les années 1950 sur la plupart des terres émergées pour lesquelles les données d’observation sont suffisantes pour procéder à une analyse des tendances (en particulier en Amérique du Nord, en Europe et en Asie), et le changement climatique d’origine humaine en est probablement le principal facteur (voir la figure 2).
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Le changement climatique d’origine humaine a contribué à l’augmentation des sécheresses de type agricole et écologique dans les régions qui s’assèchent, en raison de l’augmentation de l’évapotranspiration au-dessus des terres émergées (voir la figure 3).
Il est probable que la proportion de cyclones tropicaux majeurs (catégories 3 à 5), à l’échelle mondiale, a augmenté au cours des quatre dernières décennies et que la latitude à laquelle les cyclones tropicaux sur le bassin ouest du Pacifique Nord atteignent leur intensité maximale s’est déplacée vers le nord. Ces changements ne peuvent pas être expliqués par la seule variabilité interne. Un degré de confiance faible est associé à l’évaluation des tendances à long terme (pluridécennales à centennales) de la fréquence des cyclones tropicaux de toutes catégories. Les études d’attribution de phénomènes et la compréhension physique indiquent que le changement climatique d’origine humaine entraîne une augmentation des fortes précipitations associées aux cyclones tropicaux (degré de confiance élevé), mais les limites des données d’observation disponibles empêchent de détecter clairement des tendances passées à l’échelle mondiale.
L’influence humaine a probablement augmenté l’occurrence de phénomènes extrêmes composites depuis les années 1950. Cela comprend une fréquence accrue des vagues de chaleur coïncidant avec des sécheresses à l’échelle mondiale (degré de confiance élevé), des conditions météorologiques propices aux incendies (par exemple en Europe du Sud, en Eurasie du Nord, aux États-Unis d’Amérique et en Australie), et des inondations composites à certains endroits, notamment sur les côtes des États-Unis d’Amérique (degré de confiance moyen).
Le niveau moyen mondial de la mer s’est élevé d’environ 0,20 mètre entre 1901 et 2018, et le rythme de cette hausse s’est accéléré depuis la fin des années 1960. La variation régionale du niveau de la mer a été le principal facteur de changement des niveaux extrêmes des eaux calmes mesurés par le réseau quasi mondial de marégraphes au cours du XXe siècle. Les inondations à marée haute qui se produisaient cinq fois par an au cours de la période 1960-1980 se sont produites à une fréquence supérieure à huit fois par an en moyenne entre 1995 et 2014 (degré de confiance élevé) (voir la figure 7).
La fréquence et l’intensité des extrêmes augmentent, dans les projections, pour chaque incrément de réchauffement planétaire. Chaque région subira de plus en plus de changements multiples et simultanés.
Les émissions futures provoqueront un réchauffement supplémentaire. Un niveau de réchauffement planétaire de 1,5 °C (moyenne sur vingt ans) par rapport à 1850-1900 devrait être atteint à court terme (2021-2040). Dans le cas où les émissions de gaz à effet de serre restent proches des niveaux actuels pendant quelques décennies encore ou augmentent, les 2 °C de réchauffement seront atteints à moyen terme (2041-2060); cependant, un tel niveau de réchauffement pourrait être évité à la faveur d’une réduction rapide et massive des émissions de CO2 , de méthane et d’autres gaz à effet de serre.
La fréquence des extrêmes de température et de précipitations rencontrés sous le climat actuel changera avec chaque incrément de réchauffement, les extrêmes de chaleur devenant plus fréquents (quasi certain), les extrêmes de froid devenant moins fréquents (extrêmement probable) et les extrêmes de précipitations devenant plus fréquents dans la plupart des endroits (très probable) (voir le tableau 1 et les figures 3, 4, 5 et 6). L’augmentation prévue des extrêmes de fortes précipitations se traduit par une augmentation de la fréquence et de l’ampleur des inondations pluviales.
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Il est projeté que certaines régions des latitudes moyennes, certaines régions semi-arides ainsi que la région de la mousson sud-américaine connaîtront l’augmentation la plus forte de la température des jours les plus chauds, à un rythme environ une fois et demie à deux fois plus important que celui du réchauffement planétaire (degré de confiance élevé). Il est projeté que l’Arctique connaîtra la plus forte augmentation de la température des jours les plus froids, à un rythme environ trois fois supérieur à celui du réchauffement planétaire (degré de confiance élevé).
Pour chaque hausse supplémentaire du réchauffement planétaire, la fréquence des vagues de chaleur marines continuera à augmenter (degré de confiance élevé), en particulier dans l’océan tropical et l’Arctique (degré de confiance moyen) (voir la figure 7).
Un climat plus chaud accentue le transport d’humidité dans les systèmes météorologiques, ce qui se traduit par une intensification des saisons et des événements humides (degré de confiance élevé). Une hausse de la capacité de rétention de l’humidité de l’air près de la surface d’environ 7 % par degré de réchauffement entraîne une réponse similaire dans l’intensification des fortes précipitations, de l’échelle infraquotidienne à saisonnière, ce qui accroît la gravité des risques de crues (degré de confiance élevé) (voir la figure 3). Par conséquent, les intensités des précipitations moyennes et maximales associées aux cyclones tropicaux et extratropicaux, aux rivières atmosphériques et aux fortes tempêtes convectives augmenteront également avec le réchauffement futur (degré de confiance élevé) (voir la figure 5). La variabilité interannuelle des précipitations et du ruissellement sur les terres émergées devrait augmenter à un rythme plus rapide que les changements dans les précipitations moyennes saisonnières tout au long de l’année dans la région des tropiques et pendant la saison estivale dans les autres régions (degré de confiance moyen). La variabilité infrasaisonnière des précipitations devrait également augmenter, ce qui se traduira par une diminution du nombre de jours de pluie mais une augmentation de l’intensité moyenne quotidienne des précipitations dans de nombreuses régions terrestres (degré de confiance élevé). Il est projeté que la proportion de cyclones tropicaux intenses (catégories 4 et 5) et la vitesse maximale des vents des cyclones tropicaux les plus intenses augmenteront avec la hausse du réchauffement planétaire (degré de confiance élevé) (voir le tableau 1).
Chaque demi-degré supplémentaire de réchauffement planétaire entraîne également une augmentation clairement perceptible de l’intensité et de la fréquence des sécheresses agricoles et écologiques dans certaines régions (degré de confiance élevé) (voir la figure 3). Des changements perceptibles de l’intensité et de la fréquence des sécheresses météorologiques sont constatés dans certaines régions pour chaque demi-degré supplémentaire de réchauffement planétaire, avec davantage de régions présentant des augmentations que des diminutions (degré de confiance moyen). Dans certaines régions, la hausse du réchauffement planétaire accentue l’accroissement de la fréquence et de l’intensité des sécheresses hydrologiques (degré de confiance moyen). La variabilité des précipitations liée à El Niño-oscillation australe devrait s’amplifier d’ici à la seconde moitié du XXIe siècle dans l’hypothèse d’émissions de gaz à effet de serre intermédiaires ou élevées et d’un réchauffement planétaire supérieur à 2 °C.
L’occurrence de certains extrêmes, sans précédent dans les séries d’observations, augmentera pour chaque hausse supplémentaire du réchauffement planétaire, même pour un niveau de réchauffement de 1,5 °C. Dans les projections, les changements de fréquence, exprimés en pourcentage, sont plus importants pour les phénomènes les plus rares (degré de confiance élevé) (voir le tableau 2). Il est projeté que de nombreuses régions subiront une augmentation de la probabilité de phénomènes composites avec un réchauffement planétaire plus élevé (degré de confiance élevé). En particulier, il est probable que la concomitance de vagues de chaleur et de sécheresse sera plus fréquente. Les phénomènes extrêmes se produisant simultanément en plusieurs lieux, y compris dans des zones de production agricole, deviennent plus fréquents pour 2 °C ou davantage que pour 1,5 °C de réchauffement planétaire (degré de confiance élevé). Certains phénomènes extrêmes composites à faible probabilité d’occurrence dans le contexte climatique passé ou actuel deviendront plus fréquents, et il y aura une plus forte probabilité que se produisent des phénomènes d’une intensité, d’une durée, et/ou d’une étendue spatiale sans précédent dans les séries d’observations. La probabilité d’inondations composites (ondes de tempête, précipitations extrêmes et/ou débit fluvial extrême) continuera d’augmenter en raison de l’élévation du niveau de la mer et de l’augmentation des fortes précipitations, y compris les changements d’intensité des précipitations associées aux cyclones tropicaux (degré de confiance élevé) (voir la figure 8).
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Il est quasi certain que le niveau moyen de la mer observé dans le monde continuera à s’élever jusqu’en 2100 et au cours des siècles suivants, et qu’il restera élevé pendant des milliers d’années. La fourchette probable d’élévation du niveau de la mer par rapport à la période 1995-2014 est de 0,15 à 0,30 m d’ici à 2050. L’élévation du niveau de la mer d’ici à 2100 dépend fortement des émissions futures, allant d’environ 0,40 m pour de très faibles émissions (réchauffement planétaire proche de 1,5 °C) à environ 0,8 m pour des émissions très élevées (réchauffement planétaire supérieur à 4 °C), et 1 m de plus si les processus d’instabilité des calottes glaciaires, caractérisés par une incertitude profonde, sont déclenchés.
Il est très probable, voire quasi certain, que l’élévation relative moyenne régionale du niveau de la mer se poursuivra tout au long du XXe siècle, sauf dans quelques régions où le taux de soulèvement géologique du sol est important. Pour environ deux tiers du littoral dans le monde, les projections tablent sur une élévation régionale relative du niveau de la mer de ±20 % de l’augmentation moyenne mondiale (degré de confiance moyen), les données de projection pouvant être consultées à l’adresse https://sealevel.nasa.gov/ipcc-ar6-sealevel-projection-tool. En raison de l’élévation relative du niveau de la mer, il est projeté que les phénomènes de niveau marin extrême qui, dans le passé récent, se produisaient une fois par siècle se produiront 20 à 30 fois plus souvent d’ici à 2050 et 160 à 530 fois plus souvent d’ici à 2100, et au minium annuellement pour 20-30 % des sites où se trouvent des marégraphes d’ici à 2050, et pour 60 à 80 % des sites de marégraphes d’ici à 2100 (degré de confiance élevé). L’élévation relative du niveau de la mer contribue à l’accroissement de la fréquence et de la sévérité des inondations côtières dans les zones de faible altitude et à l’érosion côtière le long de la plupart des littoraux sableux (degré de confiance élevé).
La poursuite de l’urbanisation, conjuguée à l’augmentation de la fréquence des extrêmes chauds, augmentera la sévérité des vagues de chaleur (degré de confiance très élevé). L’urbanisation entraîne également une augmentation des précipitations moyennes et extrêmes au-dessus et en aval des villes (degré de confiance moyen) ainsi qu’une intensification du ruissellement qui en résulte (degré de confiance élevé). Dans les villes côtières, la conjonction de l’augmentation de la fréquence des phénomènes de niveau marin extrême (due à l’élévation du niveau de la mer et aux ondes de tempête) et des précipitations/écoulements fluviaux extrêmes va rendre les inondations plus probables (degré de confiance élevé).
Sur la base des éléments probants paléoclimatiques et historiques, il est probable qu’au moins une grande éruption volcanique explosive se produira au cours du XXIe siècle. Une telle éruption affecterait temporairement de nombreux facteurs climatiques générateurs d’impact (degré de confiance moyen). Ces facteurs naturels et la variabilité interne moduleront les changements d’origine humaine, en particulier à l’échelle régionale et à court terme, mais auront peu d’effets sur le réchauffement planétaire à l’échelle du siècle. Il est important de tenir compte de ces modulations pour se préparer à tout l’éventail des changements possibles.
Les changements dans les extrêmes seront plus étendus et plus marqués pour les niveaux de réchauffement plus élevés
Pour un réchauffement planétaire de 1,5 °C, on prévoit que les précipitations extrêmes et les inondations associées s’intensifieront et deviendront plus fréquentes dans la plupart des régions d’Afrique et d’Asie (degré de confiance élevé), d’Amérique du Nord (degré de confiance moyen à élevé) et d’Europe (degré de confiance moyen). De plus, les sécheresses de type agricole et écologique devraient devenir plus fréquentes et/ou plus sévères que durant la période 1850-1900 dans quelques régions de tous les continents, à l’exception de l’Asie (degré de confiance moyen); les sécheresses météorologiques devraient également augmenter dans quelques régions (degré de confiance moyen).
Pour un réchauffement planétaire de 2 °C, le niveau de confiance associé aux changements des sécheresses, des précipitations moyennes et extrêmes augmente, tout comme l’ampleur de ces changements, par rapport à leurs caractéristiques pour un réchauffement de 1,5 °C. Il est projeté que les précipitations extrêmes et les inondations associées deviendront plus intenses et plus fréquentes dans les îles du Pacifique et dans de nombreuses régions d’Amérique du Nord et d’Europe (degré de confiance moyen à élevé). Ces changements sont également observés dans certaines régions d’Australasie et d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud (degré de confiance moyen). Pour plusieurs régions d’Afrique, d’Amérique du Sud et d’Europe, les sécheresses de type agricole et écologique deviendront plus fréquentes et/ou plus sévères (degré de confiance moyen à élevé); des augmentations similaires sont également attendues en Australasie, en Amérique centrale et en Amérique du Nord, et dans les Caraïbes (degré de confiance moyen). Il est projeté qu’un petit nombre de régions d’Afrique, d’Australasie, d’Europe et d’Amérique du Nord seront affectées par une augmentation des sécheresses hydrologiques, et que plusieurs régions connaîtront une augmentation ou une diminution des sécheresses météorologiques, avec davantage de régions concernées par une augmentation (degré de confiance moyen). Les changements affectant spécifiquement certaines régions comprennent l’intensification des cyclones tropicaux et/ou des tempêtes extratropicales (degré de confiance moyen), l’augmentation des inondations fluviales (degré de confiance moyen à élevé) et l’augmentation des conditions météorologiques propices aux incendies (degré de confiance moyen à élevé). Dans la plupart des régions, un degré de confiance faible est associé aux changements potentiels futurs de la grêle, des tempêtes de verglas, des orages violents, des tempêtes de sable, des chutes de neige extrêmes et des glissements de terrain.
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À l’avenir, des phénomènes extrêmes sans précédent se produiront à mesure que le climat continuera de se réchauffer. Ces extrêmes seront plus intenses, c’est-à-dire d’une plus grande ampleur, et se produiront plus fréquemment que par le passé. Des phénomènes extrêmes pourraient également apparaître dans de nouveaux endroits, à de nouvelles périodes de l’année ou sous la forme de phénomènes composites sans précédent. En outre, les phénomènes sans précédent deviendront plus fréquents avec des niveaux de réchauffement planétaire plus élevés, par exemple de 3 °C par rapport à 2 °C (voir le tableau 2 et la figure 9).
Si, dans les décennies à venir, les émissions de gaz à effet de serre étaient faibles ou très faibles, et non intermédiaires, élevées ou très élevées, les changements dans les facteurs climatiques générateurs d’impact seraient sensiblement plus faibles au-delà de 2040. D’ici à la fin du siècle, l’augmentation de la fréquence des phénomènes de niveau marin extrême, des fortes précipitations et des inondations pluviales, ainsi que les dépassements des seuils de chaleur extrême dangereux pour l’agriculture et la santé (voir la figure 5) et le nombre de régions où ces dépassements se produisent seraient plus limités.
Ce résumé met en évidence l’état actuel des connaissances sur des phénomènes extrêmes spécifiques et l’importance de se préparer à de tels changements, en distillant toute une série d’informations climatologiques régionales. Issu d’un effort conjoint entre les scientifiques, les praticiens et les utilisateurs, il vise à soutenir les décisions en matière d’adaptation et de gestion des risques.
Références
GIEC, 2021: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution du Groupe de travail I au Sixième Rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (dir. de publication Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu et B. Zhou), Cambridge University Press, sous presse.