Vortex polaire affaibli : hivers froids et réchauffement

Fin février 2018, le Royaume-Uni grelotte sous l'épisode resté dans les mémoires sous le nom de « Beast from the East ». Trois ans plus tard, en février 2021, c'est le Texas qui gèle. Entre les deux, les bilans annuels répètent que la planète se réchauffe. Le vortex polaire revient dans l'explication de ces deux épisodes, et c'est lui qu'on convoque aussitôt pour expliquer qu'un climat plus chaud puisse fabriquer des hivers plus rudes.

Réponse directe : un vortex polaire affaibli, souvent après un réchauffement stratosphérique soudain, peut déclencher des vagues de froid en Europe, en Asie et en Amérique du Nord. En revanche, le lien entre ce phénomène et le réchauffement climatique n'est pas tranché : le GIEC juge cet effet dynamique « much less robust » que la baisse générale des extrêmes froids.

Le vortex polaire dont on parle ici est une zone de basse pression qui se forme dans la stratosphère, au-dessus des pôles, bordée par un jet stratosphérique de vents d'ouest. La NOAA le décrit à partir des vents qui tournent d'ouest en est autour de 60 degrés nord.

Ce détail d'altitude compte plus qu'il n'y paraît. Le vortex stratosphérique et le courant-jet que l'on voit onduler sur les cartes météo sont deux objets différents, à deux étages différents de l'atmosphère. Le second vit dans la troposphère, là où se fait le temps qu'il fait, et ses ondulations derrière les canicules et les tempêtes européennes relèvent d'une autre mécanique que celle décrite ici. Les deux se parlent, mais les confondre brouille tout le raisonnement qui suit.

Autre élément de décor : la stratosphère, dans son ensemble, se refroidit sous l'effet du CO2 pendant que la surface se réchauffe. Les épisodes brutaux dont il est question plus bas se jouent donc sur une toile de fond qui évolue, elle aussi.

Le mécanisme passe par un événement au nom technique : le réchauffement stratosphérique soudain, ou SSW dans la littérature anglophone. La température de la stratosphère grimpe brusquement ; selon Futura-sciences, elle peut gagner 50 °C en quelques jours. Les vents d'ouest du vortex ralentissent alors fortement, et quand ils s'inversent pour souffler d'est, la NOAA parle d'un réchauffement stratosphérique soudain majeur.

Cela ne suffit pas à faire tomber la neige. Pour peser sur le temps au sol, la perturbation doit se propager vers le bas, de la stratosphère à la troposphère puis jusqu'à la surface : c'est ce que les météorologues appellent le couplage stratosphère-troposphère. Quand ce couplage se fait, la NOAA décrit un courant-jet troposphérique plus sinueux que la normale, creusé de talwegs et gonflé de dorsales marquées. Par ces creux, l'air arctique descend vers les latitudes moyennes.

La mécanique tient en plusieurs temps, et le dernier n'est jamais garanti. Un SSW sans couplage reste une affaire de stratosphère.

Les articles d'actualité racontent chaque hiver son propre épisode, comme s'il était le premier. Mis côte à côte, les trois cas documentés montrent surtout la variété géographique des conséquences.

Le cas de 2021 illustre une chose que les titres oublient : un même événement stratosphérique refroidit certaines régions et en réchauffe d'autres. Amy Butler, pour la NOAA, annonçait à la fois des coups de froid sur l'Europe et des températures bien au-dessus des normales dans l'Arctique canadien. Le vortex ne crée pas de froid, il le déplace.

Pour 2026, les sources sont de second rang : The Watchers est un site météo spécialisé qui relaie des données de modèles, pas une agence officielle. Côté nord-américain, Futura-sciences a rapporté des températures jusqu'à 20 °C sous les normales saisonnières, -40 °C dans le nord des États-Unis et -55 °C au Yukon, des valeurs issues d'un seul article de presse.

C'est là que l'article bascule du mécanisme, bien décrit, vers une question que la science n'a pas refermée. Deux lectures s'opposent, et elles méritent d'être présentées à égalité avant de dire laquelle me paraît la plus prudente.

Ceux qui voient un lien#

En septembre 2021, Cohen et ses coauteurs publient dans Science une étude intitulée « Linking Arctic variability and change with extreme winter weather in the United States » (vol. 373, n°6559, p. 1116-1121). Ils y associent un étirement du vortex polaire stratosphérique aux froids extrêmes en Asie et en Amérique du Nord, dont la vague de froid du Texas de février 2021, et décrivent une tendance à la hausse sur l'ère satellite. Le relais publié par phys.org résume l'enjeu : la vague de froid texane avait relancé le débat sur la capacité du changement climatique à aggraver l'hiver.

En juillet 2025, une équipe réunissant Agel, Cohen, Barlow, Pfeiffer, Francis, Garfinkel et Kretschmer affine ce tableau dans Science Advances (vol. 11, n°28). L'étude part d'un constat : des extrêmes froids continuent de frapper les latitudes moyennes de l'hémisphère Nord malgré des hivers globalement plus doux, et ces épisodes ont été reliés à des états affaiblis du vortex. Elle distingue deux configurations. Dans la première, un vortex d'altitude déplacé vers l'ouest du Canada s'accompagne d'hivers sévères dans le nord-ouest des États-Unis. Dans la seconde, un vortex affaibli déplacé vers l'Atlantique Nord va de pair avec le froid dans le centre et l'est du pays. Depuis 2015, les auteurs observent un glissement des épisodes de froid sévère vers le nord-ouest des États-Unis, concomitant d'une fréquence accrue de la première configuration et d'un basculement vers des phases plus négatives d'El Niño-oscillation australe.

Futura-sciences relaie par ailleurs une étude qui observe une augmentation du nombre de décrochages du vortex polaire sur la période 2005-2025, sans en chiffrer l'ampleur.

Ceux qui appellent à la prudence#

Face à ces travaux, d'autres chercheurs freinent. Jason Furtado, climatologue à l'université d'Oklahoma, cité par Futura-sciences en janvier 2026 : « il est difficile de démontrer qu'il y a un lien, nous n'avons pas encore assez de données ». Daniela Matei, de l'Institut Max Planck, citée par le même média, avance que « l'étirement du vortex polaire pourrait être simplement lié à la variabilité naturelle du climat ».

Le débat traverse même les signataires. Jennifer Francis, coautrice de l'étude de 2025, publie en 2026 dans Climate Dynamics un article au titre explicite : « Are stratospheric polar vortex disruptions what they seem ? An alternative metric excludes tropospheric influences ». La question porte sur la manière même de mesurer ce qu'on appelle une perturbation du vortex.

Le chapitre 11 du sixième rapport du GIEC (groupe de travail I, 2021) sépare nettement deux effets de l'amplification polaire, et cette séparation vaut plus que tous les titres d'hiver réunis.

Le premier effet est thermodynamique, et le GIEC le qualifie de « robust » : le contraste de température entre le nord et le sud s'atténue, ce qui réduit les advections d'air froid et réchauffe les extrêmes froids aux moyennes et hautes latitudes de l'hémisphère Nord. Autrement dit, en moyenne, les pires froids deviennent moins froids. Le rapport ajoute un constat européen : la fréquence des vagues de froid hivernales baisse sur le long terme en Europe, et une vague de froid comme celle de l'hiver 2009/2010 a aujourd'hui une probabilité d'occurrence deux fois plus faible qu'en l'absence de changement climatique.

Le second effet est dynamique. Il passe par la circulation atmosphérique et la persistance des régimes de temps. Le GIEC écrit : « Much less robust is the dynamic effect of polar amplification ». Le texte cite parmi ses références les travaux de Francis et Vavrus de 2012 : l'hypothèse est prise au sérieux, sans être érigée en conclusion.

J'ai relu ce passage plusieurs fois en préparant cet article. Ce qui frappe, c'est l'économie de moyens : deux qualificatifs, « robust » et « much less robust », suffisent à ranger l'essentiel de ce qui s'écrit chaque janvier sur le sujet. Une donnée bien construite, parfois, tient en deux mots.

Mettre face à face une vague de froid de quelques semaines et une tendance mesurée sur des décennies, c'est comparer deux mesures d'objets différents. La première est un événement de météo, régional et bref ; la seconde est une statistique de climat. La distinction entre climat et météo règle déjà une bonne partie du faux paradoxe : un mois glacial en Europe ne dément pas une année record à l'échelle du globe.

Le vortex ajoute une nuance à ce raisonnement, pas une exception. Même si les chercheurs qui voient un lien avaient raison, le GIEC maintient que l'effet thermodynamique joue dans l'autre sens et qu'il est, lui, solidement établi. On peut donc à la fois observer des épisodes de froid spectaculaires et une baisse de long terme de la fréquence des vagues de froid en Europe. Les deux phrases sont vraies en même temps, parce qu'elles ne décrivent pas la même chose. C'est la même logique d'échelle qui fait que les continents se réchauffent plus vite que les océans sans que la moyenne mondiale mente.

Reste la question que chacun se pose en regardant tomber la neige : faut-il mettre cet hiver-là sur le compte du climat ? Entre la lecture de Cohen, qui voit une tendance, et celle de Matei, qui voit de la variabilité naturelle, je penche pour la prudence de la seconde tant que la mesure elle-même est interrogée par l'une des chercheuses les plus associées à l'hypothèse. Ce choix tient autant du tempérament que des données, et un lecteur plus sensible au principe de précaution pourrait trancher dans l'autre sens sans avoir tort.

Ce qui ne se discute pas, en revanche, c'est la formule à éviter : écrire que le réchauffement climatique « cause » des hivers plus froids revient à présenter comme acquis ce que le GIEC range explicitement parmi les effets les moins robustes. Pour mesurer l'écart entre les conclusions du sixième rapport du GIEC et ce qu'on leur fait dire chaque hiver, ce passage du chapitre 11 est un bon étalon.

Qu'est-ce qu'un vortex polaire affaibli ?#

C'est un vortex stratosphérique dont les vents d'ouest, qui tournent autour du pôle autour de 60 degrés nord, ralentissent fortement, voire s'inversent. Ce ralentissement suit souvent un réchauffement stratosphérique soudain. Si la perturbation descend jusqu'à la surface, le courant-jet troposphérique devient plus sinueux et laisse descendre de l'air arctique vers les latitudes moyennes, selon la NOAA.

Quelle est la différence entre vortex polaire et courant-jet ?#

Le vortex polaire se trouve dans la stratosphère, au-dessus du pôle. Le courant-jet circule plus bas, dans la troposphère, où se forme le temps. Les deux sont liés par le couplage stratosphère-troposphère : un vortex perturbé peut rendre le courant-jet plus ondulé, mais ce sont deux objets distincts, à deux altitudes différentes.

Le réchauffement climatique rend-il le vortex polaire plus instable ?#

Le débat scientifique n'est pas tranché. Des chercheurs comme Cohen (Science, 2021) ou Agel et ses coauteurs (Science Advances, 2025) relient des froids extrêmes à des états affaiblis du vortex. D'autres, comme Jason Furtado ou Daniela Matei, appellent à la prudence. Le GIEC qualifie cet effet dynamique de « much less robust » que l'effet thermodynamique.

Les vagues de froid deviennent-elles plus fréquentes en Europe ?#

Non, selon le chapitre 11 du sixième rapport du GIEC : la fréquence des vagues de froid hivernales baisse sur le long terme en Europe. Une vague de froid comme celle de l'hiver 2009/2010 a aujourd'hui une probabilité d'occurrence deux fois plus faible que sans changement climatique. Des épisodes marqués, comme en 2018, restent possibles.

Combien la stratosphère se réchauffe-t-elle lors d'un réchauffement soudain ?#

Selon Futura-sciences, la température de la stratosphère peut gagner 50 °C en quelques jours lors d'un réchauffement stratosphérique soudain. Pour l'épisode de 2021, la NOAA date au 5 janvier l'inversion des vents mesurés à 10 hectopascals, environ 29 km d'altitude, considérée comme le début de l'événement.

Image : Satellite Image Shows Entry of the Polar Vortex into the Northern U.S. : Credit: NOAA GOES-13/NASA GSFC, domaine public

• Vortex polaire et vague de froid aux États-Unis, NOAA Climate.gov, consulté le 28 septembre 2026
• Sudden stratospheric warming and the polar vortex, early 2021, NOAA Climate.gov, consulté le 28 septembre 2026
• Climate Change 2021: The Physical Science Basis, chapitre 11, GIEC, consulté le 28 septembre 2026
• Agel et al., Cold-air outbreaks in the continental US: Connections with stratospheric variations, Science Advances, consulté le 28 septembre 2026
• Étude Cohen et al. 2021 sur l'Arctique et l'hiver extrême, phys.org, consulté le 28 septembre 2026
• Polar vortex, sudden stratospheric warmings and the Beast from the East, Royal Meteorological Society, consulté le 28 septembre 2026
• Polar vortex disruption expected after January stratospheric warming, The Watchers, consulté le 28 septembre 2026
• Réchauffement stratosphérique soudain en Arctique, Futura-sciences, consulté le 28 septembre 2026
• Effondrement du vortex polaire aux États-Unis, Futura-sciences, consulté le 28 septembre 2026
• Réchauffement climatique et vagues de froid, Futura-sciences, consulté le 28 septembre 2026