Traitement et interprétation des données

Traitement des données

Pour élaborer leurs reconstructions climatiques, les historiens du climat ont besoin de séries continues, longues et homogènes et constituées d’informations pouvant être converties en données quantitatives. Les recherches sur les impacts climatiques nécessitent quant à elles des informations extrêmement précises sur les températures et les précipitations, deux éléments importants pour les activités humaines.

Les données biophysiques indirectes permettent d’estimer les températures pour des périodes de plusieurs mois. Cependant, ces estimations peuvent être basées sur des températures et précipitations mensuelles très différentes. Par exemple, une récolte de seigle précoce peut être la conséquence d’un mois de Mai très chaud et d’un mois de Juin moyen, ou d’un mois de Mai plutôt frais suivi d’un mois de Juin extrêmement chaud ou encore d’un mois d’Avril extrêmement chaud suivi par un mois de Mai moyen et un mois de Juin plutôt chaud. Les descriptions contenues dans les chroniques et les journaux permettent de reconstituer les conditions météorologiques de chaque mois. Selon les auteurs, ces sources ne sont toutefois pas uniformes et les informations peuvent parfois être difficiles à classer.

La différence entre la reconstruction du climat et la recherche climatologique permet d’établir des indices mensuels ou saisonniers des températures et des précipitations à partir des données contenues dans les sources historiques. Les données sont triées chronologiquement puis interprétées pour chaque mois et chaque saison à l’aide d’une évaluation comparative de toutes les informations disponibles, qui permet d’affecter un indice de température et de précipitation à chaque mois et à chaque année.

Ces indices dits de Pfister (Mauelshagen 2010) se répartissent en 7 paliers. Ceux-ci permettent de classer chaque information, mais sans préciser l’ampleur des différences qui peuvent exister entre elles.

  • -3 : extrêmement froid/extrêmement sec
  • -2 : très froid/très sec
  • -1 : froid/sec
  • 0 : aucune tendance positive ou négative évidente
  • +1 : chaud/humide
  • +2 : très chaud/très humide
  • +3 : extrêmement chaud/extrêmement humide

Par exemple, un mois auquel est affecté l’indice de température -3 est plus froid qu’un mois auquel est affecté un indice -2, mais rien ne permet de préciser l’ampleur de cette différence. Une référence est toujours nécessaire pour établir de telles comparaisons. En ce qui concerne les « indices Pfister » figurant dans Euro-Climhist, la période de référence est toujours celle qui s’étend de 1901 à 1960, car elle ne s’inscrit plus dans le « Petit Âge Glaciaire » et se situe avant la période de réchauffement climatique global rapide. Un mois auquel est affecté l’indice de température -3 est donc à considérer d’un point de vue statistique comme un mois très froid de la période de référence 1901-1960.

La méthodologie utilisée par les historiens du climat pour établir les indices mensuels et saisonniers des températures et des précipitations à partir de sources documentaires extrêmement variées d’un point de vue temporel et géographique a été élaborée et enrichie progressivement au cours des dernières années. La plupart des sources historiques utilisées ne contiennent pas d’informations quantitatives sur le temps qu’il fait et prennent des formes et des contenus très hétérogènes. Il est néanmoins possible de quantifier certaines informations. C’est notamment le cas des observations météorologiques quotidiennes, qui peuvent être agrégées à une échelle mensuelle (Séries 2-7). De plus, les descriptions des températures extrêmes s’appuient fréquemment sur des indicateurs quasi-objectifs qui sont comparables en longue durée, comme par exemple les avancées ou les retards des stades phénologiques, la durée ou l’absence de couverture neigeuse, le gel des cours d’eau ou encore l’apparition précoce de la végétation en hiver. Les mentions de hautes ou basses eaux peuvent être exploitées comme preuves de précipitations extrêmes ou au contraire pour identifier de longues périodes de sécheresses.

Les données sensibles au climat sont également disponibles dans les comptabilités institutionnelles. Certaines archives comptables enregistrent ainsi les dates de récolte des céréales ou des vendanges année après année (Séries 14 et 15), souvent pendant des siècles. Les températures peuvent être estimées à partir de ces séries documentaires à l’aide de méthodes statistiques similaires à celles qui sont utilisées pour exploiter les archives naturelles telles que les cernes de croissance des arbres.

Afin de reconstruire les indices des températures et des précipitations, l’ensemble des données disponibles pour un mois ou une saison doit être intégrée dans un champ de données. Ces données doivent être confrontées et se renforcer mutuellement tout en exprimant une tendance météorologique plausible. La masse des données disponibles pour la Suisse après 1550 permet d’établir des indices des températures et de précipitations à une échelle mensuelle quasi continus.

Bien documenté, le mois d’Avril 1731 est un bon exemple permettant d’illustrer la reconstruction des indices mensuels de température et de précipitation :

Euro-Climhist : Résultats de la requête pour Avril 1731
(sans les dommages dus aux intempéries) (Consultation : 19/08/2015) 
1731 - Avril 1-10 / fonte des neiges : complète / Canton de Nidwald
1731 - Avril 11-20 / couverture neigeuse permanente / Canton d’Appenzell Rhodes-Intérieures
1731 - Avril 21 à 25 / froid / Canton de Nidwald
1731 - Avril 21-30 / importantes chutes de neige / Winterthour (Canton de Zurich)
1731 - Avril / durée de la couverture neigeuse : quelques jours / Canton de Nidwald
1731 - Avril / froid / Canton de Genève
1731 - Avril / vent d’est / Bätterkinden (Canton de Berne)
1731 - Avril 30 / durée de la couverture neigeuse : extrêmement longue / Winterthour (Canton de Zurich)
1731 - Mai 7 / cerisiers en fleurs (127 jours après le Nouvel An), extrêmement tard / Plateau suisse
1731 - Avril / Indice Pfister de température : -3 extrêmement froid / Plateau suisse
1731 - Avril / Total des précipitations 102 (mm) : humide / Zurich (Canton de Zurich)
1731 - Avril / 11 jours avec précipitations : plutôt sec / Winterthur (ZH)
1731 - Avril / Indice Pfister de Précipitation : 0 moyen / Plateau suisse

Prises ensemble, ces données indiquent un mois d’Avril extrêmement froid. Cette conclusion découle de plusieurs indicateurs : une couverture neigeuse extrêmement longue à Winterthour et à Nidwald (Stans, capitale du canton), la prédominance de la Bise (vent d’est) et l’important retard de la floraison des cerisiers sur le Plateau suisse, qui constitue un bon indicateur des températures du mois d’Avril (Rutishauser, Studer 2007).

Une équipe d’auteurs réunis autour du climatologue tchèque Petr Dobrovolný (Dobrovolný et al. 2010) a évalué les températures mensuelles depuis 1501 jusqu’à nos jours sur la base des indices de température de l’Allemagne, de la République tchèque et de la Suisse ainsi que des séries instrumentales qui suivent à partir du XVIIIème siècle. Ces travaux ont permis de préciser l’erreur type d’estimation.

 

Interprétation des données

Les sociétés sont particulièrement sensibles aux événements météorologiques extrêmes et à leurs conséquences. La population demandait jadis et demande encore des explications à l’occasion de tels aléas. Aujourd’hui, de tels événements extrêmes sont souvent inconsidérément attribués au changement climatique provoqué par l’homme. Ils sont également souvent utilisés pour nier le changement climatique d’origine anthropique en démontrant que de tels événements ont « toujours » eu lieu. D’un point de vue statistique, il n’est pourtant pas pertinent d’isoler un ou plusieurs cas historiques, qui doivent être considérés en longue durée. Un hiver « sibérien » ne signifie pas l’apparition d’un nouvel Âge glaciaire, alors que l’été caniculaire de l’année 2003 est dépassé par les onze mois de canicule et de sécheresse de l’année 1540 (Wetter et al. 2014).

L’histoire de la météo et du climat ne s’achève pas avec la mise en place du réseau de stations de mesures MeteoSuisse, en 1864. Bien au contraire, de nombreuses questions sont posées à l’histoire du climat sur l’évolution des phénomènes météorologiques contemporains. C’est pour cette raison que la base de données Euro-Climhist intègre de longues séries de données instrumentales et de données indirectes qui seront complétées aussi loin que possible jusqu’à notre époque. 

Pour permettre leur interprétation, les résultats de l’histoire du climat sont présentés sous la forme de séries chronologiques, qui peuvent être croisées avec des séries longues de données issues des archives naturelles, principalement les cernes de croissance des arbres et les reconstructions des variations connues des glaciers alpins.

La prudence reste cependant de mise dans l’interprétation des données indirectes. La date de floraison d’un marronnier d’Inde situé dans le centre de Genève a été systématiquement enregistrée depuis 1808 (Euro-Climhist, Série 17). Ces informations révèlent une forte tendance à un bourgeonnement ou une floraison de plus en plus précoce depuis la fin du XIXème siècle. C’est toutefois essentiellement une conséquence de l’îlot de chaleur urbain qui découle d’une urbanisation continue, comme le montre clairement la comparaison avec une série des dates de floraison du marronnier d’Inde dans le village rural du Hallau (Canton de Schaffhouse) (Wetter, Pfister 2014).