Sécheresses et vagues de chaleur hors normes : quand le climat franchit des seuils inédits

Pourquoi les événements climatiques records menacent de plus en plus les écosystèmes terrestres

Ces dernières années, le monde a été marqué par une succession d’événements climatiques extrêmes d’une intensité sans précédent. Sécheresses prolongées combinées à des vagues de chaleur intenses ont frappé l’Europe, l’Amérique du Nord, l’Amérique du Sud ou encore l’Afrique, laissant derrière elles des paysages brûlés, des récoltes perdues et des écosystèmes profondément perturbés. Ces événements ne sont pas seulement extrêmes : ils dépassent parfois largement tout ce qui avait été observé auparavant.

Les scientifiques parlent alors d’événements « record-shattering » : des phénomènes climatiques qui ne se contentent pas de battre un record, mais qui le pulvérisent, en dépassant les niveaux historiques de plusieurs écarts-types. L’étude publiée début 2026 dans Earth’s Future s’intéresse précisément à ces événements hors normes, en se concentrant sur les épisodes combinant sécheresse et vague de chaleur, appelés « compound drought-heatwave events » (CDHW).

L’objectif est clair : comprendre pourquoi ces événements deviennent plus probables, quels mécanismes climatiques les favorisent et, surtout, quels sont leurs impacts sur les écosystèmes terrestres et le cycle du carbone.

Pourquoi les sécheresses et vagues de chaleur se produisent ensemble

Les sécheresses et les vagues de chaleur ne sont pas des phénomènes indépendants. Elles sont souvent liées par des mécanismes communs impliquant l’atmosphère, le sol et la végétation. Lorsque les sols s’assèchent, l’évaporation diminue, ce qui réduit le refroidissement naturel de la surface terrestre. L’énergie solaire excédentaire se transforme alors en chaleur sensible, augmentant la température de l’air. À l’inverse, des températures élevées accroissent l’évapotranspiration, accélérant l’assèchement des sols.

Ce cercle vicieux est renforcé par des situations de blocage atmosphérique, où les systèmes météorologiques stagnent pendant plusieurs jours ou semaines. L’absence de pluie, combinée à un fort ensoleillement et à des masses d’air chaud, crée les conditions idéales pour des événements CDHW persistants et sévères.

Dans un climat qui se réchauffe sous l’effet des émissions anthropiques de gaz à effet de serre, ces interactions deviennent plus fréquentes et plus intenses. L’étude montre que la sensibilité des événements CDHW au réchauffement global augmente sur la majorité des terres émergées.

Quand le climat dépasse ses propres références

Un point central de l’étude est la distinction entre événements extrêmes « classiques » et événements « record-shattering ». La plupart des analyses climatiques se basent sur des seuils fixes (par exemple le 90ᵉ ou le 95ᵉ percentile). Or, cette approche ne permet pas de saisir la gravité d’événements qui dépassent très largement les extrêmes passés.

Les auteurs définissent un événement record-shattering comme un épisode dont la sévérité excède le précédent record de plus de deux écarts-types. Ces événements sont rares, mais leur fréquence augmente rapidement. Les projections issues de neuf modèles climatiques montrent que la probabilité annuelle de tels événements devrait doubler entre 2015 et 2040, quel que soit le scénario d’émissions, et continuer à augmenter tout au long du XXIᵉ siècle dans un scénario de fortes émissions.

Ce constat est particulièrement inquiétant, car les stratégies actuelles de gestion des risques climatiques reposent en grande partie sur l’expérience passée. Lorsque le climat sort de l’enveloppe historique, ces stratégies deviennent insuffisantes.

Une géographie mondiale des extrêmes hors normes

Les événements CDHW record-shattering ne sont pas répartis uniformément à la surface du globe. Les analyses montrent des « points chauds » bien identifiés : le sud de l’Amérique du Nord, le nord de l’Amérique du Sud, l’Afrique du Nord, l’Asie occidentale et l’Europe du Sud figurent parmi les régions les plus exposées.

D’ici la fin du siècle, sous un scénario de fortes émissions, la quasi-totalité des terres émergées pourrait connaître des événements CDHW record-shattering à répétition. Dans certaines régions, la probabilité annuelle moyenne de tels événements dépasserait 10 à 15 %, un niveau sans précédent à l’échelle climatique.

Ces résultats montrent que le risque ne concerne pas uniquement quelques zones arides, mais une grande diversité de climats, y compris des régions tempérées historiquement plus résilientes.

Les mécanismes climatiques derrière l’extrême

Pour comprendre pourquoi certains événements deviennent « record-shattering », les auteurs analysent en détail les anomalies atmosphériques associées. Plusieurs caractéristiques se dégagent nettement.

D’abord, ces événements sont marqués par un affaiblissement du transport de vapeur d’eau vers les continents. L’humidité atmosphérique diminue, la convergence de l’humidité est réduite, et les précipitations deviennent improbables. Ensuite, l’atmosphère devient plus stable : l’inhibition convective augmente, limitant la formation de nuages et d’orages, même lorsque de l’énergie est disponible.

Enfin, les flux de chaleur à la surface basculent. La chaleur latente, liée à l’évaporation, diminue fortement, tandis que la chaleur sensible augmente. Ce basculement est typique de sols très secs et amplifie les températures de surface, renforçant la vague de chaleur.

Les analyses par apprentissage automatique confirment que la température moyenne de l’air, l’humidité relative, le rayonnement solaire et les précipitations sont les principaux moteurs de la sévérité des événements CDHW, avec une domination croissante des facteurs thermiques dans un climat plus chaud.

Des impacts écologiques disproportionnés

L’un des résultats les plus marquants de l’étude concerne les impacts sur les écosystèmes terrestres. Les auteurs analysent la productivité primaire brute (GPP), un indicateur clé de la capacité des écosystèmes à absorber le carbone atmosphérique par la photosynthèse.

Les observations montrent que, lors des événements CDHW record-shattering, la productivité des écosystèmes chute de manière beaucoup plus marquée que lors des événements extrêmes « classiques ». À l’échelle mondiale, ces événements entraînent une perte supplémentaire de productivité pouvant atteindre près de 4 g de carbone par mètre carré et par mois.

Dans certaines régions, cette perte équivaut à près de 100 % de la capacité mensuelle moyenne de puits de carbone pendant la saison de croissance. Autrement dit, pendant ces épisodes, les écosystèmes cessent pratiquement d’absorber du carbone, voire deviennent des sources nettes de CO₂.

Un paradoxe entre scénarios climatiques

Un résultat contre-intuitif mérite une attention particulière. Les pertes de productivité les plus importantes ne sont pas systématiquement observées dans le scénario de réchauffement le plus extrême (SSP5-8.5), mais souvent dans un scénario intermédiaire (SSP2-4.5).

Ce paradoxe s’explique en partie par l’effet de fertilisation du CO₂. Des concentrations élevées de dioxyde de carbone peuvent stimuler la photosynthèse et améliorer l’efficacité de l’utilisation de l’eau par les plantes, atténuant temporairement les effets négatifs de la chaleur et de la sécheresse. Cet effet est plus marqué dans les scénarios à fortes émissions.

Cependant, les auteurs soulignent que cet effet de compensation est incertain et potentiellement limité par d’autres facteurs, notamment la disponibilité en nutriments comme l’azote, ainsi que par la répétition des stress extrêmes, qui peut affaiblir durablement les écosystèmes.

Un risque climatique pour le cycle du carbone

Les implications de ces résultats vont bien au-delà des écosystèmes locaux. Les puits de carbone terrestres jouent un rôle crucial dans la régulation du climat en absorbant une partie des émissions anthropiques. Si ces puits deviennent moins efficaces, voire se transforment temporairement en sources de carbone lors d’événements extrêmes, cela peut renforcer le réchauffement global.

Les projections montrent qu’entre 2080 et 2099, les anomalies de productivité causées par les événements CDHW record-shattering pourraient représenter jusqu’à 119 % du puits de carbone mensuel moyen de la saison chaude. Ce chiffre illustre la capacité de ces événements à perturber profondément le cycle du carbone à l’échelle planétaire.

Adapter la gestion des risques à un climat sans précédent

L’étude met en évidence une limite majeure des approches actuelles de gestion du risque climatique. Celles-ci sont souvent conçues pour faire face aux pires événements du passé. Or, dans un climat en rapide évolution, les événements futurs dépasseront de plus en plus ces références historiques.

Les auteurs plaident pour un changement de paradigme : il ne suffit plus de s’adapter aux extrêmes connus, il faut anticiper des extrêmes sans précédent. Cela implique de renforcer la résilience des écosystèmes, de préserver la diversité biologique et de limiter les pressions supplémentaires (déforestation, fragmentation des habitats) qui réduisent leur capacité de récupération.

Conclusion : un avertissement climatique majeur

Les sécheresses et vagues de chaleur record-shattering ne sont plus des anomalies rares, mais des signaux avancés d’un climat qui entre dans un régime nouveau. Leur probabilité augmente rapidement, leurs mécanismes sont bien identifiés et leurs impacts sur les écosystèmes sont déjà visibles.

Cette étude montre que ces événements représentent une menace directe pour la durabilité des écosystèmes terrestres et leur rôle dans la régulation du climat. Face à ces risques, l’inaction ou l’adaptation fondée uniquement sur le passé apparaît de plus en plus insuffisante.

Comprendre, anticiper et intégrer les événements extrêmes sans précédent dans les stratégies climatiques devient une priorité absolue pour préserver les écosystèmes et la stabilité climatique à long terme.