Un article publié cette semaine lors de la réunion d'automne de l'American Geophysical Union (AGU) à San Francisco met en évidence de nouvelles preuves de l'influence humaine sur les événements météorologiques extrêmes.

Trois chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) sont parmi les co-auteurs de l'article, qui est inclus dans "Explaining Extreme Events of 2015 from a Climate Perspective, " une édition spéciale du Bulletin de la Société météorologique américaine (BAMS) publiée le 15 décembre lors de la réunion de l'AGU.

Le papier, "La combinaison mortelle de chaleur et d'humidité en Inde et au Pakistan à l'été 2015, « examiné les indices de température et de chaleur observés et simulés, concluant que les vagues de chaleur dans les deux pays « ont été exacerbées par le changement climatique anthropique ». Bien que ces pays connaissent généralement de fortes chaleurs en été, les vagues de chaleur de 2015 – survenues fin mai/début juin en Inde et fin juin/début juillet au Pakistan – ont été liées à la mort de près de 2 personnes, 500 personnes en Inde et 2, 000 au Pakistan.

"J'ai été profondément ému par la couverture télévisée de la tragédie humaine, en particulier les parents qui ont perdu de jeunes enfants, " a déclaré Michael Wehner, chercheur en climatologie au Berkeley Lab et auteur principal de l'article, qui a étudié en profondeur les phénomènes météorologiques extrêmes et le changement climatique anthropique. Cela l'a incité, lui et ses collaborateurs du Berkeley Lab, à l'Institut indien de technologie de Delhi et l'UC Berkeley pour enquêter sur la cause des vagues de chaleur de 2015 et déterminer si les deux événements météorologiques distincts étaient liés d'une manière ou d'une autre.

Ils ont utilisé des simulations du Community Atmospheric Model version 5 (CAM5), la composante atmosphérique du modèle de système terrestre communautaire du National Center for Atmospheric Research, réalisée par Berkeley Lab pour le projet de détection et d'attribution C20C+. Les produits actuels basés sur les modèles climatiques ne sont pas optimisés pour la recherche sur l'attribution de l'influence humaine sur les conditions météorologiques extrêmes dans le contexte du changement climatique à long terme ; le C20C+ Detection and Attribution Project comble cette lacune en fournissant de larges ensembles de données de simulation issues de modèles climatiques, fonctionnant à une résolution spatiale relativement élevée.

La conception expérimentale décrite dans l'article de BAMS utilisait des simulations « factuelles » du monde et les comparait à des simulations « contrefactuelles » du monde qui auraient pu exister si les humains n'avaient pas modifié la composition de l'atmosphère en émettant de grandes quantités de dioxyde de carbone, expliqua Daithí Stone, chercheur à la division de recherche informatique du Berkeley Lab et deuxième auteur de l'article du BAMS.

"Il est relativement courant d'exécuter une ou plusieurs simulations d'un modèle climatique dans un certain ensemble de conditions, avec chaque simulation différant juste par la météo précise du premier jour de la simulation ; cette différence au premier jour se propage dans le temps, fournissant différentes réalisations de ce qu'aurait pu être le temps, '", a déclaré Stone. "La particularité des simulations utilisées ici est que nous en avons exécuté un assez grand nombre. C'était important pour étudier un événement rare; si c'est rare, alors vous avez besoin d'une grande quantité de données pour que cela se produise suffisamment fréquemment pour que vous puissiez le comprendre."

Les chercheurs ont examiné à la fois la température d'observation et la température simulée ainsi que l'indice de chaleur, une mesure incorporant à la fois les effets de la température et de l'humidité. À partir d'un ensemble de données d'observation de station météo dont la qualité est contrôlée, ils ont trouvé le potentiel pour un très grand, augmentation induite par l'homme de la probabilité de l'ampleur des deux vagues de chaleur. Ils ont ensuite examiné les simulations factuelles et contrefactuelles pour étudier plus avant la présence d'une influence humaine.

« Les observations suggéraient l'influence humaine ; les simulations l'ont confirmé, ", a déclaré Wehner.

L'équipe de recherche a également constaté que, malgré la proximité géographique et temporelle, les deux vagues de chaleur étaient « météorologiquement indépendantes ». Toutefois, Wehner a souligné, « le document Inde/Pakistan confirme que les risques de vagues de chaleur mortelles ont été considérablement accrus par le changement climatique induit par l'homme, et ces chances augmenteront certainement à mesure que la planète continue de se réchauffer. »

Les données des simulations de Berkeley Lab ont également été analysées dans le cadre d'une autre étude incluse dans l'édition spéciale de BAMS publiée lors de la réunion de l'AGU. Cette étude, "Le début tardif de la saison humide 2015 au Nigeria, " qui était dirigée par l'Agence météorologique nigériane, explore le rôle des émissions de gaz à effet de serre dans la modification du risque d'une saison des pluies tardive, comme cela s'est produit au Nigéria en 2015.

"Le projet C20C+ D&A continue de développer sa collection de données de modèles climatiques avec l'intention de soutenir des recherches comme celle-ci dans le monde entier, " dit Pierre.

Le portail C20C+ D&A est hébergé et soutenu par le National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) de Berkeley Lab, une installation utilisateur du DOE Office of Science, et les simulations pour les deux articles ont été exécutées sur le supercalculateur Hopper de la NERSC, tandis que l'analyse des données a été effectuée sur les systèmes Edison et Cori de la NERSC. Les simulations ont été menées dans le cadre d'un programme dédié à l'amélioration de notre compréhension des extrêmes climatiques et à l'amélioration de notre capacité à attribuer et à prévoir les changements de leur risque en raison du changement climatique anthropique. La recherche a été soutenue par le DOE Office of Science et la National Science Foundation.