Oscillation nord-atlantique : un signal d’hiver pour la sécheresse estivale en Europe centrale

Une sécheresse estivale en Europe se manifeste de manière évidente : la pelouse jaunit, les plates-bandes se fendillent, le cours d’eau se réduit à un filet, et les réservoirs baissent au point de faire la une.

On a l’impression d’un phénomène typiquement estival, causé sur le moment par la chaleur et l’absence de pluie qui dessèchent ensemble les sols. Pourtant, des chercheurs allemands mettent désormais en avant un déclencheur qui se met en place des mois plus tôt, au-dessus de l’Atlantique.

L’hiver prépare le terrain : l’Oscillation nord-atlantique

L’équipe était dirigée par Cong Jiang, écohydrologue à l’université Humboldt de Berlin (HU Berlin). En remontant à l’origine de ces étés secs, ils ont montré que tout commence souvent l’hiver précédent.

D’après leurs résultats, une sécheresse en Europe centrale se construit fréquemment très en amont, avec un délai pouvant approcher une année.

Le mécanisme en cause est l’Oscillation nord-atlantique, un balancier de pression atmosphérique entre un anticyclone près des Açores et une dépression près de l’Islande. L’écart entre ces deux centres d’action détermine la trajectoire des tempêtes hivernales à travers l’Europe.

Lorsque cet écart est particulièrement marqué, les prévisionnistes parlent de phase positive. En règle générale, cela apporte à l’Europe du Nord un hiver doux et humide. La particularité, plus tard dans l’année, est que ces hivers pluvieux peuvent s’aligner avec des étés très secs.

Un délai d’anticipation étonnant

On savait déjà que cette oscillation pilote le temps qu’il fait durant l’hiver concerné. Quelques travaux l’avaient même reliée aux débits estivaux des rivières en Grande-Bretagne.

En revanche, personne n’avait reconstitué la chaîne complète menant jusqu’à la sécheresse des sols et des nappes phréatiques d’une plaine d’Europe centrale.

L’étude se concentre sur Demnitz Mill Creek, un petit bassin versant à l’est de Berlin, composé de zones agricoles et forestières. Des jauges, des puits d’observation et des sondes de sol y enregistrent les conditions depuis des années.

Le secteur est naturellement déficitaire en eau. Il reçoit environ 560 millimètres (22 pouces) de pluie par an, alors qu’il perd plus de 890 millimètres (35 pouces) sous l’effet d’une atmosphère et d’une végétation très demandeuses.

Les dernières années ont donné une raison supplémentaire d’examiner ce fonctionnement de près. Une étude fondée sur la chimie des cernes d’arbres a montré que les épisodes secs européens se détachent nettement au regard de plusieurs siècles de croissance.

Les sécheresses sévères de 2018 et 2022 ont renforcé ce constat, avec des cultures et des forêts visiblement éprouvées.

Comment la sécheresse se propage

Une période sèche ne s’abat pas d’un seul coup. Elle progresse lentement vers le bas et met des mois à atteindre les couches les plus profondes.

Le déficit s’exprime d’abord dans l’atmosphère, puis dans l’horizon superficiel du sol, ensuite dans les niveaux plus profonds, et finit par affecter les cours d’eau ainsi que la nappe.

Les chercheurs ont suivi cette descente lors de la sécheresse de 2018. Les précipitations ont atteint leur minimum en août, mais le sol de surface n’a touché son plus bas niveau qu’en octobre.

Les horizons profonds ont résisté plus longtemps, jusqu’en février. Quant aux ruisseaux et aux eaux souterraines, ils n’ont atteint leur minimum qu’en juin 2019, soit près de 10 mois plus tard.

Dans cette zone plate aux sols sableux, l’eau de pluie s’infiltre facilement, mais sa progression dans le sous-sol reste lente, ce qui allonge le décalage.

Les couches profondes se sont révélées les plus sensibles aux conditions de l’hiver précédent. Selon l’occupation des sols, les forêts de conifères, très gourmandes en eau, se sont asséchées le plus fortement, tandis que les prairies et les terres cultivées ont le mieux résisté.

Deux voies vers l’assèchement

Reste la question la plus difficile : comment un schéma hivernal peut-il se répercuter sur l’été ? Les auteurs décrivent deux voies, qui semblent agir de concert.

L’une influence la quantité d’eau apportée par l’atmosphère. L’autre agit sur la vitesse à laquelle les terres la restituent.

Côté « apport », une phase positive marquée pousse chaleur et humidité vers le nord, jusqu’à l’Arctique, au-dessus des mers de Barents et de Kara. Ce surplus de chaleur fait reculer la banquise, et l’eau libre persiste plus tard dans la saison, jusqu’en été.

Selon l’interprétation de l’équipe, cette eau à découvert contribue ensuite à dévier les vents printaniers, ce qui détourne les pluies loin de l’Europe centrale.

La seconde voie passe par la végétation. Des hivers doux et des printemps précoces incitent arbres et cultures à débourrer plus tôt. Ils commencent alors à puiser dans l’eau du sol plusieurs semaines à l’avance, si bien que le terrain est déjà sec avant même le début de l’été.

Un lien qui se renforce

Cette relation n’est pas restée stable dans le temps. Avant 2000, l’association entre un hiver en phase positive et un été sec était à peine perceptible. Après 2000, elle devient nette et s’observe largement à l’échelle de l’Europe centrale.

Une analyse glissante indique un renforcement progressif plutôt qu’une rupture brutale. Même en retirant les variations lentes sur plusieurs décennies, le signal persiste.

Les auteurs avancent qu’un climat plus chaud resserre ce lien. Un article connexe estime d’ailleurs que l’oscillation elle-même pourrait connaître des oscillations plus marquées à mesure que les gaz à effet de serre s’accumulent.

Un air plus chaud prélève davantage d’humidité aux sols et aux feuilles, la glace arctique continue de s’amincir, et les vents qui orientent le temps européen évoluent également. Chacune de ces tendances pourrait rendre l’empreinte hivernale plus déterminante pour l’été.

La sécheresse estivale en Europe

Le message principal est direct : l’Oscillation nord-atlantique en hiver indique à quel point l’été suivant risque d’être sec en Europe centrale.

Ce lien entre saisons, suivi jusqu’aux puits locaux, n’avait pas été établi aussi clairement ici auparavant.

Pour les gestionnaires de l’eau et les agriculteurs, ce signal représente un avantage rare : un hiver en phase positive peut annoncer, plusieurs mois à l’avance, un risque accru de sécheresse estivale.

Cela offre du temps pour piloter les réservoirs, organiser l’irrigation ou revoir les choix de plantation. Des travaux récents sur la prévision du comportement estival de l’oscillation vont dans le même sens.

Ces conclusions s’appuient sur un bassin versant exceptionnellement bien instrumenté. La prochaine étape consiste à vérifier si le même signal permet d’identifier les sécheresses dans d’autres plaines.

Malgré tout, la région dispose ainsi d’un nouvel indicateur à surveiller bien avant que le sol ne commence à se crevasser.