Petite etude sur la rigueur des hivers en Grande Bretagne

[Hugo_HK]

Salut a tous, 

 

depuis plusieurs mois je bidouille un peu avec des statistiques climatologiques en Europe et ailleurs pour étudier l'evolution du froid hivernal sur différentes regions. J'ai notamment essayé de créer des indices de froid plutôt que de regarder la TM.

 

Récemment, j'ai bossé sur plusieurs projets que j'espère pouvoir partager bientôt. En voici un premier, qui concerne l'evolution du grand froid hivernal au RU et plus particulièrement en Angleterre, basé sur les relevés de la zone du CET (Central England Temperature), une zone triangulaire qui s'étend du Nord de Londres en son Sud Ouest a la region de bristol dans le Sud Ouest et a Manchester en son Nord / NO. 

 

L'indice utilisé:

 

Pour mesurer la sévérité d'un hiver, on a plutôt tendance a utiliser la TM sur Decembre-Fevrier. Pour moi cela pose quelques soucis: 

 

1/ les mois 'charniers' de novembre et Mars ou meme Avril ne sont pas pris en compte. on a connu des hivers ces mois la peuvent connaitre des périodes de froid sévères. En Europe du Nord et de l'Est, les temperatures de debut Mars peuvent aisément tomber dans les 1% des temperatures hivernales les plus froides par exemple.

 

2/ la TM prend bien sur en compte les coups de douceur entre les episodes hivernaux. Certains hivers sont froids tout du long (1962/63), mais on compte aussi des hivers connus pour leur sévérité (1956, 1940) dont la TM finale est largement rehaussée par des episodes de douceur hivernale parfois prononces (Janvier 1956, Décembre 1939 par exemple). 

 

Je cherchais donc une méthode pour essayer de quantifier la sévérité de l'hiver sans se preoccuper des éventuelles périodes de douceur entre Novembre et Mars. 

 

Voici l'indice que j'ai utilisé, et que j'ai d'abord applique a la période 1951-2022.

 

-J'ai commencé par classer les valeurs de TM journalières par ordre croissantes de la plus froide a la plus chaude. 

-En considérant une 'période hivernale' de 120 jours (4 mois en gros, l'équivalent du 20 Nov au 20 Mars par exemple), j'ai isolé les seuils suivants et assignés le nombre de points indique a chaque TM en fonction de son seuil:

• TM qui n'entre pas dans les 20% de valeurs de la période hivernale les plus froides = 0 points
• TM entre 10% des valeurs les plus froides et 20% = 1 point
• TM entre 5% des valeurs les plus froides et 10% = 2 points
• TM entre 2.5% des valeurs les plus froides et 5% = 3 points
• TM dans les 2.5% des valeurs les plus froides = 4 points

 

exemple: sur une période de relevés de 1951 a 2022, on compte 72 périodes froides c'est a dire 72x120 = 8640 journées de période hivernale, donc le seuil des 20% concerne 0.2x8640 = 1728 journées les plus froides. de meme, le seuil des 10% des jours les plus froids se situe a 818 journées etc..

 

Pour moi cette méthode n'accordait pas suffisamment de points aux journées avec un froid 'extreme' (niveaux des records décadaires par exemple). 

 

J'ai donc ajouté le facteur 'intensité' qui suit:

 

Si la TM est dans les 20 plus froides, 5 points bonus

Si la TM est classée entre 40e et 21e plus froide, 4 points bonus

(...)

Si la TM est classée entre la 100e et 81e plus froide, 1 point bonus.

 

Pour le CET, j'ai donc déterminé tous ces seuils sur la période 1951-2022, puis je les appliqué sur la période de relevés, c'est a dire 1772. 

 

 

RESULTATS:

 

Cet indice permet de categoriser les hivers Anglais en fonction de leur sévérité. 

 

voici le score pour chaque hiver depuis 1772/1773: nombre de points en ordonnée en orange c'est la moyenne sur 11 annees glissantes:

 

 

Sur la periode 1951-2022, le score median est de 40 points, alors qu'il est de 55 points sur la période 1773-2022. La période 1951-2022 a donc connu des hivers nettement moins rigoureux que la période 1772-1950. 

 

On peut aussi définir certains seuils par rapport a cette médiane de 1951-2022, par exemple:

 

Score entre 100 et 140 points: hivers tres rigoureux (pour la période 1951-2022)

Score entre 140 et 180 points: hiver glacial

Score au dela de 180 points: grand hiver. 

 

De la meme manière, un score de 10 ou moins peut dénoter un hiver extrêmement pourri, et un score de 11 a 20 un hiver pourri. 

 

Les hivers froids par order chronologique. J'ai egalement compte les hivers avec des scores de 98 ou 99 (suffisamment proches du seuil)

 

 

Selon ces seuils, l'Angleterre aurait connu 8 hivers très rigoureux depuis 1951, dont 4 hivers glacials (1963, 1979, 1982 et 2011) et un grand hiver (1963).

 

Pour comparer, durant la 2e apogee du PAG a la fin du 18e et debut du 19e siècle, un hiver sur deux pouvait être considéré comme très rude par rapport au climat de la 2e moitié du 20e siècle, et près d'un hiver sur quatre était meme glacial (1776, 1780, 1784, 1785, 1789, 1795, 1799).

 

On voit sur le graphique que la sévérité des hivers decline a partir du debut du 19e siècle a la sortie du minimum d'activité solaire, avant un pic surprenant a la fin du 19e siècle, sans doute du a un coup de chance: des series d'hivers tres rudes en 1879-80-81 et 1891-92-93-95.

 

La severity des hivers décroît rapidement au debut du 20e siècle pour atteindre un minimum dans les annees 1920 et 1930, malgre l'hiver 1928/29. on compte meme 2 hivers qui ne connaissent presqu'aucun froid hivernal: 1923 et 1925 avec seulement 3 points chacune.

 

Puis on connait deux derniers pic hivernaux dans les années 1940-60, puis après une breve pause dans les années 70, de 1979 a 1987 avant une décroissance rapide a partir de la fin des années 1980. 

 

Si l'hiver 2010/11 montre que les hivers rudes ne sont pas encore morts, la rarefaction des conditions hivernales froides due au réchauffement climatique montre que d'ici le milieu du siècle, il n'y aura presque plus de conditions hivernales musclées en Angleterre.

 

Pour les hivers roux, le graphique montre des hivers sans froid du tout (ou presque) ont toujours existe en Angleterre: 

 

 

 

Meme en pleine période froide de la fin du 18e siècle, l'hiver 1790 ne connaissait quasiment aucun froid. De maniere generale, il s'en produit un tout les 30-40 ans a peu près jusqu'en 1975, puis on passe a un tous les 4 ans depuis 1989... mais la periode des annees 1989-1999 était la plus forte décennie pour la NAO+ depuis le milieu du 19e siècle au moins, donc il y a sans doute une anomalie naturelle pour cette décennie la. L'hiver 2013/14 est le premier a ne connaitre aucune journée froide du tout.

 

En plus du RC, la courbe moyennée sur 11 années glissantes montre qu'il y a tout de meme des changements d'ordre naturel: la fin du 19e siècle et les années 1940-60 pour ses hivers rudes, le debut du 20e siècle qui connait beaucoup de douceur hivernale dans un climat pourtant plus froid. Le RC réglera vite le problème d'ici 30 ans dans tous les cas. 

 

Enfin les points 'bonus', c'est a dire les points d'intensité pour les VDF:

 

 

on voit le caractère exceptionnel de 2010/11 dans le cadre des 30 dernières années...

 

l'hiver 2009/10, pourtant réputé tres severe en Angleterre a l'époque dans le context du climat depuis 1990, aurait été battu ou égalé en intensité du froid environ un hiver sur deux entre 1773 et 1803, ou entre 1800 et 1830. 

 

Mais seuls 1982 et 1963 aurait été comparables a 2010/11 en terme d'intensité du froid depuis 1900. En remontant plus loins, on trouve 5 hivers a peu pres similaires ou plus intensément froids entre 1850 et 1900 (1855, 1879, 1881, 1891 et 1895), 5 autres entre 1800 et 1850 (1814, 1820, 1823, 1830, 1838), et 4 hivers entre 1770 et 1800 (1776, 1784, 1789, 1795). 

 

l'hiver 2010/11 fut vraiment un événement tres notable en climatologie pour la GB (encore plus en Irlande, ou se severite selon ce meme indice aurait dépassé 1962/63 - plus la dessus dans une prochaine etude...)

 

Je me pose toujours la question de ces cycles naturels qui apparaissent (hivers plus froids entre 1879-1895, puis hivers beaucoup moins rudes entre 1896 et 1939 malgre quelques exceptions, puis a nouveau des hivers plus rudes entre 1940 et 1963 etc).. En gros est ce que c'est juste des périodes a 'chance' ou 'pas de chance' d'un point de vue climatologique, ou y a t il des mécanismes cycliques dans l'atmosphere qui réduisent ou augmentent la probabilité de conditions hivernales en Europe de l'ouest? (par exemple, recrudescence de HG sur la Mediterrannee pour raisons cycliques = moins de chances de connaitre des grands froids en Europe de l'ouest, recrudescence de HG entre l'Islande et la Scandinavie pour raisons cycliques = plus de chances de connaitre du grand froid etc...)

 

Question ouverte, je n'ai pas encore trouve de réponses en ligne.