Influence of warming and atmospheric circulation changes on multidecadal European flood variability
Influence du réchauffement du climat et des changements de la circulation atmosphérique sur la variabilité pluridécennale des crues en Europe
Résumé
European flood frequency and intensity change on a multidecadal scale. Floods were more frequent in the 19th (central Europe) and early 20th century (western Europe) than during the mid-20th century and again more frequent since the 1970s. The causes of this variability are not well understood and the relation to climate change is unclear. Palaeoclimate studies from the northern Alps suggest that past flood-rich periods coincided with cold periods. In contrast, some studies suggest that more floods might occur in a future, warming world. Here we address the contribution of atmospheric circulation and of warming to multidecadal flood variability. For this, we use long series of annual peak streamflow, daily weather data, reanalyses, and reconstructions. We show that both changes in atmospheric circulation and moisture content affected multidecadal changes of annual peak streamflow in central and western Europe over the past two centuries. We find that during the 19th and early 20th century, atmospheric circulation changes led to high peak values of moisture flux convergence. The circulation was more conducive to strong and long-lasting precipitation events than in the mid-20th century. These changes are also partly reflected in the seasonal mean circulation and reproduced in atmospheric model simulations, pointing to a possible role of oceanic variability. For the period after 1980, increasing moisture content in a warming atmosphere led to extremely high moisture flux convergence. Thus, the main atmospheric driver of flood variability changed from atmospheric circulation variability to water vapour increase.
La fréquence et l'intensité des inondations en Europe changent à une échelle multidécennale. Les inondations étaient plus fréquentes au 19ème (Europe centrale) et au début du 20ème siècle (Europe occidentale) qu'au milieu du 20ème siècle et à nouveau plus fréquentes depuis les années 1970. Les causes de cette variabilité ne sont pas bien comprises et la relation avec le changement climatique n'est pas claire. Les études paléoclimatiques menées dans les Alpes du Nord suggèrent que les périodes passées riches en inondations coïncidaient avec des périodes froides. En revanche, certaines études suggèrent que davantage d'inondations pourraient se produire dans un monde futur en réchauffement. Nous abordons ici la contribution de la circulation atmosphérique et du réchauffement à la variabilité multidécennale des inondations. Pour cela, nous utilisons de longues séries de débit maximal annuel, des données météorologiques quotidiennes, des réanalyses et des reconstructions climatiques. Nous montrons que les changements de la circulation atmosphérique et du contenu en humidité ont affecté les changements multidécennaux du débit maximal annuel en Europe centrale et occidentale au cours des deux derniers siècles. Nous constatons qu'au cours du 19ème et du début du 20ème siècle, les changements de la circulation atmosphérique ont conduit à des valeurs de pointe élevées de convergence du flux d'humidité. La circulation était plus propice à des événements de précipitations forts et durables qu'au milieu du 20e siècle. Ces changements se reflètent également en partie dans la circulation moyenne saisonnière et sont reproduits dans les simulations des modèles atmosphériques, ce qui indique un rôle possible de la variabilité océanique. Pour la période après 1980, l'augmentation de la teneur en humidité dans une atmosphère qui se réchauffe a conduit à une convergence extrêmement élevée des flux d'humidité. Ainsi, le principal moteur atmosphérique de la variabilité des crues est passé de la variabilité de la circulation atmosphérique à l'augmentation de la vapeur d'eau.
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