Les variabilités historiques du climat en Europe

Historique des mesures météorologiques

L'Europe est le continent où les séries météorologiques sont les plus anciennes, les plus nombreuses et où les recherches sur ce thème sont les plus avancées. Les études récentes montrent que la périodisation historique du climat en Europe ne s'étend pas toujours au-delà du fuseau atlantique septentrional. Le réchauffement médiéval s'observe par exemple en mer des Sargasses ; mais en Nouvelle Zélande, le Moyen Âge était frais et une hausse des températures caractérise les XVI à XIXe siècles. De plus, sur le vieux continent, à une échelle plus fine, l'imbrication des terres et des mers contribue à diversifier les climats et des évolutions différentes ont parfois été observées en Europe continentale et atlantique ou dans les régions les plus septentrionales et en Méditerranée.

Les stations météorologiques fixes sont apparues en Europe au XVIIe siècle (Padoue, Paris...). Un premier réseau européen est constitué en 1780 et les premières cartes de vent ou de pression apparaissent à la fin du siècle. Mais en France le maillage n'est composé que de 24 stations au milieu du XIXe siècle (pour 184 aujourd'hui). Les équipements ne sont pas normalisés et ils vont évoluer avec les techniques, si bien par exemple qu'aucun anémomètre ne pouvait, entre les deux guerres mondiales, enregistrer des vents de 172 km/h à Paris (vitesse enregistrée à Orly lors de la tempête de décembre 1999). La création de l'Organisation météorologique internationale en 1873, devenue Office météorologique mondial en 1950 va contraindre à la standardisation des mesures.
Ces séries comparables sont donc courtes au regard de bon nombre de cycles climatiques connus. Pour remonter en deçà des enregistrements météorologiques on utilise des sources indirectes : des documents écrits (chroniques paroissiales, dates du calendrier agricole), des peintures, des gravures, etc. depuis l'antiquité, des biomarqueurs (pollens, cerne d'arbre, micro-fossiles...) durant la préhistoire.

Quelle information peut on extraire des marqueurs ?

Le qualificatif : « Plusieurs siècles froids » ne signifie pas pour toute l'Europe et tout au long des 365 jours de l'année un climat froid homogène. Il faut donc de la prudence dans l'interprétation.
Premièrement, les marqueurs sont spatialisés c'est-à-dire qu'ils intègrent les différentes échelles des climats. Une pelouse calcaire sur versant pentu en exposition sud bien que dans le nord de la France bénéficie d'un bilan thermique qui explique un microclimat chaud et sec permettant l'apparition d'espèces à affinité méditerranéennes que l'on ne retrouve plus à quelques dizaines de mètres sur un plateau... Beaucoup d'indices concordants sont nécessaires pour approcher une ambiance climatique d'échelle supérieure. Les marqueurs biologiques ne répondent au changement climatique qu'avec un décalage, fonction de leur mobilité propre, de leur mode de reproduction, etc.
Deuxièmement, les marqueurs sont territorialisés puisque les sociétés s'approprient un lieu et y modifient le paysage. La sédentarisation et l'accroissement de population ne cessent de modifier ce qui étaient des biomarqueurs (pelouse de défrichement, nouvelles espèces introduites...). Depuis deux siècles, les forêts françaises n'ont jamais connu de chablis aussi nombreux qu'en décembre 1999 ; est-ce parce que le vent n'a jamais soufflé aussi fort ou parce que la superficie forestière n'a jamais été aussi vaste (Gadant, 1994) ou parce que les traitements sylvicoles ont changé...
La définition de la succession de toutes les saisons météorologiques permet de définir un climat. Or, les informations les plus fréquentes portent seulement sur l'été et l'hiver. Les dates des vendanges, comme tout marqueur phénologique, ne prennent en compte que la chaleur de la période avril-septembre. Mais; l'été ne fait pas l'année… les canicules estivales de 1778 à 1782 de surproduction viticole (Le Roy Ladurie, 1983) se placent en pleine période dite « froide ». De plus, les considérations économiques voire culturelles (goûts différents) modifient l'interprétation du lien entre la chaleur de l'été, la précocité des vendanges et la productivité du vignoble pour les siècles les plus récents. L'information est subjective : le journal d'un Bourgeois de Paris évoque principalement les hivers froids avec les loups dans la capitale en décembre 1439, ou les morts déterrés pour manger… Plus que l'aléa, c'est le risque qui est mentionné, or ce dernier est sociétal. Et sur un même lieu, les sociétés ont changé tout comme leur vulnérabilité. L'agriculture intensive du basin parisien est plus vulnérable aux déficits pluviométriques que la polyculture traditionnelle qui y était encore pratiquée au siècle dernier. Si un agriculteur écrit son journal en l'an 2000, qu'y met-il en exergue ? évoque-t-il le réchauffement ?
L'objectif de la Météorologie est d'extrapoler à partir du temps passé le temps à venir dans le court terme (quelques heures à quelques jours) pour un lieu donné et ceci depuis l'origine (la carte de Le Verrier du temps du 19 février 1855 après la tempête qui détruisit la flotte à Sébastopol). Ce n'est que depuis le milieu du siècle que la connaissance scientifique a permis d'envisager le fonctionnement de la planète comme un tout et que les physiciens élaborent des modèles climatiques du passé (l'Eémien le plus souvent) pour prévoir l'avenir à moyen terme (celui de plusieurs décennies). Avec ce changement de pas de temps, la question posée est celle de la possibilité par les sociétés humaines de modifier l'évolution du climat planétaire et l'alternance glaciaire/interglaciaire du quaternaire. Curieusement, les simulations ont à peine profité à l'étude du passé historique. Peu de laboratoires de climatologie s'y consacrent (C. Pfister en Suisse, H. Lamb en Angleterre, R. Camuffo en Italie). Le travail de reconstitution des climats durant l'histoire reste en France majoritairement un travail d'historien (E. Leroy Ladurie, R. Delort, J. Berlioz...).

Une alternance de réchauffements et de refroidissements de faible ampleur

La déglaciation qui s'effectue par pulsations successives va totalement changer les paysages d'Europe à la fois par la hausse des niveaux marins et le déplacement des traits de côte et par les formations végétales qui vont répondre aux modifications thermiques. Après les épisodes de retour du froid des Dryas, vers 10 000 BP débute l'interglaciaire holocène.
Au cours du Préboréal et du Boréal, les températures augmentent en été de 0,5°C voire 1°C et la toundra est progressivement colonisée par les pins sylvestres, des noisetiers.

A l'Atlantique, vers 5 000-6 000 BP les températures d'été sont de 2°C plus élevées qu'au XXe siècle et de 1°C en hiver : c'est l'optimum climatique. La pluviométrie est de 10% supérieure à l'actuelle, ce qui permet le grand développement des chênaies mixtes. La yeuse pousse en Norvège tout comme le noisetier. L'agriculture se répand en Europe. La transgression flandrienne oblige des populations occupant le Dogger bank à migrer vers le sud et l'est. Malgré une pluviométrie qui diminue, à l'âge des métaux, des conditions clémentes permettent la croissance des arbres en Cornouaille, l'agriculture en Angleterre jusque vers 400 m d'altitude. Mais vers 3000 BP, l'aridité progresse en Méditerranée : plusieurs famines marquent l'Egypte en 2180 et 1950 avant JC par suite de bas niveaux du Nil. Des cités lacustres sont abandonnées en Suisse. Le froid s'intensifie et les glaciers du Tyrol descendent dans les vallées jusqu'à des altitudes qu'ils ne retrouveront qu'en 1850. Des migrations s'opèrent : les étrusques arrivent en Italie, les doriens en Grèce. La période de l'antiquité gréco-romaine est marquée en Europe du nord par des conditions assez peu clémentes mais qui vont de pair avec une pluviométrie plus abondante sur le pourtour méditerranéen malgré des hivers froids. Pline décrit par exemple en 300 avant JC le Tibre gelé à Rome.

Un siècle plus tard, une amélioration permet des expéditions vers l'Europe du nord dont Strabon décrit les tempêtes de 114 et 120 avant JC. La vigne est introduite en France. Le réchauffement va conduire à une hausse du niveau marin de près d'1 m. La Flandre est submergée vers 250 après JC.
Mais à nouveau, les pâturages d'Asie s'assèchent progressivement poussant vers l'ouest des hordes de nomades. c'est le temps des barbares. Plusieurs sites d'agriculteurs septentrionaux sont abandonnés (dans le nord des îles britanniques par exemple). Entre 542 et 565 des épidémies font mourir la moitié de la population européenne déjà très affaiblie. Le froid s'installe puisqu'au cours de l'hiver 763-764, le détroit des Dardanelles est pris en glace et qu'en 859-860 la lagune de Venise est gelée plusieurs semaines.
Le réchauffement médiéval débute après le règne de Charlemagne (Flohn, 1984, Crawley, 2000). Il s'étend du IXe au XIIe siècle. Plusieurs indicateurs permettent de caractériser cette période de « douceur ». Les isotopes de l'oxygène des glaces du Groenland témoignent d'un réchauffement entre 900 et 1100. Les routes maritimes Norvège-Islande-Groenland sont aisément navigables puisque les proscrits d'Éric le Rouge s'installent sur la côte ouest de ce « pays vert » en 981. Des cultures céréalières y sont attestées jusqu'en 1250. La vigne est cultivée alors en Écosse jusqu'à 425 m d'altitude. Cette culture se répand partout en Angleterre. Dans le Val d'Aoste on irrigue à partir de torrents captés à des altitudes recouvertes par les moraines ensuite. Les cols alpestres sont facilement franchis par hommes et bétail depuis le Valais vers le versant italien des Alpes où s'installent des populations germaniques. Le niveau de la mer est haut et Bruges est un grand port. L'optimum semble se situer entre 1150 et 1250. Les températures observées auraient été de 0,5°C à 1°C supérieures à celles de la première moitié du XXe siècle.

La détérioration débute au XIIIe siècle au nord de l'Europe et au XIVe au sud (Bradley, 1995). Elle débute par une forte variabilité interannuelle. Dès 1300, la saisonnalité est de plus en plus mal marquée en Angleterre. Les tempêtes deviennent fréquentes en Allemagne, au Danemark et aux Pays Bas. Les tempêtes de 1240, puis 1362 submergent les côtes basses, font disparaître des îles (Heligoland), détruisent des ports. Les étés sont frais et pluvieux (1313, 1314, 1317, 1321, 1349…) ce qui conduit à l'abandon de cultures céréalières en Scandinavie, à l'abandon de villages entiers, à des famines en Europe. Les hivers sont de plus en plus rudes puisque la mer du nord est prise en glace entre Norvège et Danemark, que la route Scandinavie-Groenland ne permet plus au dernier évêque nommé en 1492 d'atteindre son diocèse insulaire.

Le petit âge de glace s'étend du XVe siècle au XIXe siècle. Il est marqué par un refroidissement net de l'ordre de 1,5°C en été en Suisse et par une pluviométrie soutenue. En montagne les glaciers avancent vers les vallées comme le glacier d'Argentière ou les glaciers blanc et noir. La limite supérieure de l'arbre en montagne réagit au refroidissement de la saison végétative. La banquise annuelle atteint les Féroé. Le Roy Ladurie note que 1816 est l'année des vendanges les plus tardives en France. C'est aussi l'année des tempêtes. Dans son ode sur la prise de Namur Boileau décrit les froids torrents de décembre qui ont noyé partout les champs, les récoltes si mauvaises que le Conseil royal pour éviter les émeutes fait construire dans la cour du Louvre à Paris des fours pour cuire un pain vendu 2 sous la livre. L'année suivante la mortalité en France frappe plus d'un sixième de la population. En 1709, Saint Simon note que l'hiver est si rude que les liqueurs cassent dans les bouteilles déposées dans les armoires près des cheminées à Versailles. Il fait –10°C à Paris en mars. En Europe, le froid semble avoir connu deux maxima, l'un au XVIIe siècle sous le règne du roi soleil et l'autre au début du XIXe siècle –remarquons qu'en Amérique du nord, le second est plus marqué que le premier.

Le net réchauffement du XXème siècle

Certains glaciers alpins reculent dès 1820 (Keigwin, 1996, Lachiver, 1991). Mais les étés restent très maussades en Europe du nord d'où les grandes famines d'Irlande de 1846 à 1851. A partir de 1880, le climat se réchauffe partout. La hausse des températures de l'ensemble de la planète depuis un siècle a été estimée à O,6°C. La décennie 1990-1999 est la plus chaude depuis le début de la période instrumentale et serait la plus chaude depuis l'optimum médiéval. L'estimation de la tendance au réchauffement est rendue difficile par les différences d'instrumentation, par l'urbanisation, par l'éventuelle prise en compte de la fin du petit âge de glace dans les séries les plus longues et par les variabilités à pas de temps pluridécennal comme l'Oscillation nord-atlantique (hivers froids des années cinquante et hivers doux des années quatre-vingt-dix).
Les méthodes statistiques utilisées par Météo France pour 70 stations montrent une croissance rapide depuis 1980. Le réchauffement est particulièrement net pour les températures minimales. Il est supérieur à 1°C sur les littoraux de la Manche et de l'Atlantique alors que dans les régions allant des Vosges aux Alpes il n'est que de 0,6 à 0,8°C. Les températures maximales ont moins augmenté sauf au Pays basque et dans les Alpes du nord (1°C). En Picardie et dans le Nord, elles sont constantes. Cette opposition entre les régions continentales et maritimes ne peut s'expliquer que par un accroissement de nébulosité qui amplifie l'effet de serre naturel nocturne. Des travaux menés dans le bassin de Marenne Oléron sur la prolifération d'espèces de poissons tropicaux confirment que la hausse de température s'accompagne d'une baisse d'insolation de 12 % en 50 ans.

Au cours de l'interglaciaire holocène, la fourchette de variation des températures est resserrée : 2°C de plus ou 1°C de moins. Ce sont des « nuances » d'un même climat. Le réchauffement récent n'excède pas pour le moment cette variabilité naturelle (Leroux, 1996). Certains rythmes (pluriséculaires, trentenaires…) apparaissent nettement. Mais dans le détail les variabilités intra-annuelles du temps et inter-annuelles du climat aux latitudes moyennes sont telles qu'un « bruit de fond » brouille le signal des autres variabilités connues (Tabeaud, 1998, 2000). En général, le passage d'une période plus chaude à une période plus froide ou l'inverse s'effectue par une transition d'années fortement contrastées entre elles ou à aléas extrêmes. La période actuelle est incontestablement marquée par un réchauffement qui devrait se confirmer dans les cinquante années à venir. L'origine de la hausse de température est encore discutée. Mais que les causes du réchauffement contemporain soient, naturelles, anthropiques, ou les deux, ne modifie en rien l'adaptation déjà observée de la faune et de la flore de France au changement d'environnement.

En savoir plus

Références...

• Encyclopédie Universalis, 2002
• D. Raynaud, L. labeyrie - Climats, océans et atmosphères passés
• J-R Petit, Le forage de Vostok
• BERGER A., 1992. Le climat de la Terre, de Boeck, 479 p.
• FOUCAULT A., 1993. Climat. Histoire du climat et avenir du milieu terrestre, Fayard, 328 p.
• S. JOUSSAUME, 1993. Le climat d'hier à demain, CNRS, 143 p.
• NESME-RIBES E. et THUILLIER G., 2000. Histoire solaire et climatique, Belin
• BRADLEY RS. ET JONES PD., 1995. Climate since AD 1500, Routledge, Londres, 706 p.
• BRADLEY RS., 1999. Paleoclimatology : reconstructing climates of the Quaternary, Harcourt Academic Press, San Diego, 610 p.
• CRAWLEY TJ, 2000. Causes of climate change over the past 1000 years, Science, 289 : 270-277.
• CRAWLEY TJ ET LOWERY J., 2000. How warm was the medieval warm period ?, Ambio, 29 : 51-54.
• FOUCAULT A., 1993. Climat. Histoire du climat et avenir du milieu terrestre, Fayard, 328 p.
• FLOHN H. et FANTECHI R., 1984. The climate of Europe – past, present, future, Reidel, 356 p.
• GADANT J., 1994. L'histoire des forêts françaises, J. P. de Monza, 240 p.
• HURREL JW., 1995. Decadal trends in the NAO regional temperatures and precipitation, Science, 269 : 676-679.
• HURREL JW. et VAN LOON H., 1997. Decadal variations in climate associated with the NAO, Climate change, 36 : 301-326.
• JT. HOUGHTON H., DING Y., GRIGGS DJ., NOGUER M., VAN DER LINDEN PJ., DAI X., MASHELL K. et JOHNSON CA., 2001. Climate Change, t.1 : The scientific basis, 881 p., t. 2 : Impacts, adaptation, vunerability, 1032 p., Cambridge University Press.
• KEIGWIN LD. et PICKART RS., 1999. Slope water current over the Laurentian Fan on interannual to millennian time scales, Science, 286 : 520-523.
• KEIGWIN LD.,1996. The Little Ice Age and Medieval Warm Period in the Sargasso Sea, Science, 274 : 1504-1508.
• LACHIVER M., 1991. Les années de misère, Fayard,
• LAMB H., 1982, Climate, history and the modern world, Methuen, 382 p.
• LE ROY LADURIE E., 1983. Histoire du climat depuis l'an mil, Flammarion, t.1, 288 p., t.2, 255 p.
• LEROUX M., 1996. La dynamique du temps et du climat, Masson, 310 p.
• L'HISTOIRE, 2001. Le climat depuis 5000 ans, 257, 98 p.
• MANN ME., BRADLEY RS., HUGHES MK., 1999. Northern hemispherix temperatures during the Past Millennium : inferences, uncertainties, limitations, Geophysical research letter, 26 : 759-762.
• MANN ME., GILLS E., BRADLEY RS., HUGHES MK., OVERPECK JT., KEINIG FT., GROSS W., 2000. Global temperature patterns in past centuries an interactive presentation, Earth interactions, 414 : 1-29.
• OSBORN TJ., BRIFFA KR., TETT SFB. et JONES PD., 1999. Evaluation of the NOA as simulated by a coupled climate model, Climat. Dynamics, 15 : 685-702.
• TABEAUD M., 1998. La climatologie générale, Armand Colin, Synthèse, 96 p.
• TABEAUD M., 2000. La climatologie, Armand Colin, Ad Hoc, 175 p.
• TABEAUD M. 2002 Les variabilités historiques du climat en Europe Biogeographica, n°78, pp.149-157
• GODARD A. et TABEAUD M. 1993 Les climats: mécanismes et répartition. Collection Cursus, Armand Colin, 192 p. (réed. 1998, réed. 2002, 200 p. )
• GODARD A. et TABEAUD M. 2004 Les climats: mécanismes, variabilité et répartition Collection Cursus, Armand Colin, 218 p. édition remaniée et augmentée.)

Les auteurs

• Martine TABEAUD, professeur de géographie à l'Université Paris Panthéon Sorbonne
• Christophe MAGDELAINE, responsable du site