Le changement climatique a-t-il un impact sur les orages ?

Après un épisode de grêle ou un orage particulièrement violent, une question revient souvent : quel rôle le changement climatique a-t-il joué ? Pour les phénomènes orageux, répondre à cette question est particulièrement difficile. Les scientifiques disposent pourtant aujourd’hui de méthodes permettant de comparer un événement aux situations météorologiques du passé et d’identifier ce que le réchauffement a pu changer.

Une question à reformuler

Se demander si un orage est « dû » au changement climatique n’a pas vraiment de sens. Les orages existaient avant le réchauffement climatique d’origine humaine et continueront d’exister sans lui. La question scientifique est plus précise : dans une situation météorologique comparable, le réchauffement climatique a-t-il rendu un tel événement plus probable ou plus intense ? C’est le principe de la science de l’attribution, qui s’est développée depuis le début des années 2000. Elle permet aujourd’hui d’étudier le rôle du changement climatique dans des événements météorologiques particuliers [1]. Deux grandes familles de méthodes sont utilisées. La première repose sur les modèles climatiques : on compare un grand nombre de simulations représentant le climat actuel avec des simulations décrivant un climat dans lequel l’influence humaine est absente ou fortement réduite. On peut alors estimer comment le changement climatique a modifié la probabilité ou l’intensité d’un événement. La seconde approche s’appuie directement sur les observations. Elle consiste à rechercher, dans les archives météorologiques, des situations comparables à celle de l’événement étudié.

Chercher des jumeaux dans les archives

C’est le principe de la méthode des analogues (figure 1). On commence par caractériser la situation météorologique du jour de l’événement, par exemple à partir de la pression atmosphérique. Cette information décrit la structure générale de l’atmosphère : position des dépressions et des anticyclones, circulation des masses d’air et configuration météorologique à grande échelle On recherche ensuite, dans plusieurs décennies d’archives météorologiques, les journées présentant une configuration similaire. Ces « jumeaux météorologiques » sont ensuite séparés entre une période ancienne, correspondant à un climat moins réchauffé, et une période récente, correspondant au climat actuel. On peut alors comparer ce qui s’est produit dans les deux groupes. Si, à situation météorologique comparable, les événements récents sont plus chauds, plus humides, plus pluvieux ou plus venteux que leurs équivalents du passé, cette différence peut être associée à l’évolution du climat dans lequel la même configuration météorologique se produit. L’approche par analogues permet ainsi de distinguer, autant que possible, ce qui relève de la circulation atmosphérique de ce qui relève du changement du climat de fond [2]. Il faut cependant vérifier que le signal observé ne s’explique pas simplement par la variabilité naturelle du climat, par exemple par les fluctuations de l’Atlantique Nord ou du Pacifique. Comme toute méthode d’attribution, cette approche comporte donc des incertitudes qui doivent être quantifiées. Elle présente néanmoins un avantage important : elle utilise directement les observations et peut donc être mise en œuvre rapidement après un événement. C’est notamment le principe utilisé depuis 2023 par l’initiative ClimaMeter, qui fournit des analyses rapides d’événements météorologiques extrêmes [3].

Figure 1 : Principe de la méthode des analogues. La situation météorologique du jour de l’événement (1) est comparée à des situations similaires dans les archives (2), réparties entre une période ancienne et une période récente. La différence entre les deux groupes (3) permet d’estimer comment les caractéristiques de l’événement ont évolué dans un climat plus chaud. Schéma illustratif.

Le cas difficile des orages

Pour les orages, cette méthode rencontre cependant une difficulté fondamentale : l’échelle spatiale et temporelle du phénomène. Un orage peut se développer sur quelques kilomètres et évoluer en quelques dizaines de minutes. À l’inverse, les données qui permettent de reconstituer le temps qu’il faisait dans le passé décrivent l’atmosphère avec une précision de plusieurs dizaines de kilomètres. À cette échelle, un orage individuel est trop petit pour être représenté directement. Les modèles climatiques ont longtemps rencontré la même difficulté : ils ne pouvaient pas décrire précisément les phénomènes physiques à l’origine d’un orage [4]. Les observations de grêle présentent une difficulté supplémentaire. Les épisodes sont très localisés et les réseaux d’observation sont inégaux selon les régions et les périodes. Il est donc difficile de reconstruire sur plusieurs décennies une évolution précise de la fréquence ou de l’intensité des épisodes de grêle. L’attribution porte alors davantage sur l’environnement météorologique qui rend l’orage possible : température et humidité disponibles, instabilité de l’atmosphère, cisaillement du vent avec l’altitude, ou encore mécanismes susceptibles de déclencher la convection. Cette distinction est importante. On ne peut généralement pas conclure que « le réchauffement a causé cet orage ». On peut en revanche déterminer si les conditions atmosphériques favorables à sa formation étaient différentes de celles observées dans le passé. Les études consacrées aux orages sévères montrent notamment que le réchauffement peut augmenter la quantité de vapeur d’eau disponible et renforcer l’instabilité atmosphérique dans certaines situations. Mais tous les ingrédients d’un orage n’évoluent pas nécessairement dans le même sens. Le cisaillement du vent, les mécanismes de déclenchement et les circulations atmosphériques jouent également un rôle important [4]. Pour l’Europe, les simulations climatiques suggèrent ainsi une évolution vers des environnements plus favorables à certains types d’orages sévères, notamment en raison de l’augmentation de l’instabilité. Ces changements restent toutefois variables selon les régions et les saisons [5].

Ce que montrent les analyses récentes

Plusieurs événements récents illustrent ce que ces méthodes permettent aujourd’hui de mesurer.

Le 3 mai 2025, des orages de grêle ont touché Paris et plusieurs régions de France et d’Allemagne, entraînant plus de 300 millions d’euros de pertes assurées. Une analyse fondée sur des analogues atmosphériques montre que, pour des configurations météorologiques comparables, les conditions favorables à la grêle sont devenues plus fréquentes dans plusieurs régions. Elle suggère également une évolution vers des grêlons potentiellement plus gros, avec des diamètres pouvant atteindre plusieurs centimètres [6]. Ce résultat s’inscrit dans un contexte plus large. Le réchauffement climatique modifie les conditions atmosphériques dans lesquelles se développent les orages, mais cela ne signifie pas que tous les épisodes de grêle deviennent nécessairement plus fréquents ou plus violents. La réponse dépend de la combinaison des différents ingrédients nécessaires à la formation des orages. Le 13 décembre 2024, un orage a également perturbé l’aéroport de Rome-Fiumicino pendant plusieurs heures. Les situations météorologiques comparables observées dans la période récente se développent au-dessus d’une Méditerranée plus chaude d’environ 1,5 °C et dans un environnement plus favorable à la convection, y compris en hiver [7]. Un autre exemple est fourni par les inondations catastrophiques de Valence en octobre 2024. L’analyse rapide de ClimaMeter a montré que les dépressions comparables sont aujourd’hui associées à davantage d’humidité et à des températures plus élevées. Ici encore, l’intérêt de l’approche est de comparer des situations météorologiques similaires plutôt que de considérer simplement que les événements extrêmes sont devenus plus fréquents.

Déclenchement et intensité

Le changement climatique ne « crée » donc pas les orages. Leur déclenchement dépend toujours largement de la situation météorologique du jour et de la variabilité naturelle. En revanche, le réchauffement modifie l’environnement dans lequel ils se développent. Une atmosphère plus chaude peut contenir davantage de vapeur d’eau et, dans certaines situations, présenter une instabilité plus importante. Ces changements peuvent favoriser certains épisodes convectifs plus intenses ou modifier la probabilité de phénomènes associés comme les fortes pluies, la grêle ou les rafales [4,5]. La question n’est donc pas de savoir si le changement climatique a « causé » un orage, mais de déterminer ce qu’il a changé dans les conditions qui ont permis son développement, et dans quelle mesure ces changements ont affecté sa probabilité ou son intensité.