Le climat ressemble à un orchestre sans chef : les musiciens s'entendent avec un léger décalage, et la musique peut soudainement changer. Océan, air, glace et terre échangent en permanence chaleur et humidité. Si l'un d'eux se modifie, cela se répercute sur les autres, mais pas immédiatement : il y a un temps de latence. Les scientifiques veulent comprendre ces liens pour savoir à l'avance quand une sécheresse ou un refroidissement majeur se profile.
Plutôt que de construire un énorme modèle informatique qui tente de tout reproduire, les chercheurs examinent des enregistrements s'étalant sur de nombreuses années : les précipitations, la température de l'eau de l'océan, les variations de pression atmosphérique. À l'aide des statistiques, ils repèrent des cycles récurrents et vérifient si une grandeur permet d'en prédire une autre. Par exemple, si la température de l'océan du mois dernier aide à prévoir les pluies du mois suivant, c'est qu'il existe un lien entre les deux.
Cette méthode a permis de montrer qu'en Australie, les sécheresses se reproduisent environ tous les cinq ans et demi, et que les relations entre l'océan et les précipitations ont changé après 2009. Dans l'Atlantique Nord, le système se rapproche d'un point d'instabilité, ce qui pourrait rendre les vagues de froid extrême plus fréquentes. Désormais, les scientifiques peuvent appliquer cette approche à d'autres régions pour alerter à temps sur les changements météorologiques dangereux.
L'indice d'oscillation nord-atlantique (NAO) est mesuré comme la différence de pression atmosphérique entre l'Islande et les Açores. Sa phase négative apporte souvent des hivers froids en Europe, tandis que sa phase positive donne des hivers doux et humides.
L'idée que le système climatique puisse basculer brusquement dans un nouvel état rappelle l'intrigue du film « Le Jour d'après », où une perturbation de la circulation océanique provoque un âge glaciaire instantané. En réalité, ces transitions se produisent plus lentement, mais on peut en chercher les signes avant-coureurs dans les données, comme le font les auteurs.