En haut :Les vents évaporent l'eau de l'océan Atlantique Nord subtropical, laissant derrière eux des niveaux élevés de salinité au printemps. L'humidité exportée fait son chemin vers le Sahel africain, où il imbibe la terre aride et accumule progressivement l'humidité du sol au cours de trois mois. L'humidité du sol s'associe à la convection dans l'atmosphère pour créer une boucle de rétroaction qui attire l'humidité supplémentaire de l'Atlantique Nord et de la Méditerranée. Cela augmente les précipitations pendant la mousson africaine d'été. En bas :Dans l'ouest de l'Atlantique Nord, des salinités printanières plus élevées sont un indicateur d'une exportation accrue d'humidité vers la zone continentale des États-Unis, qui converge vers le Sud. Cela augmente considérablement l'humidité du sol là-bas, permettant à l'énergie du Soleil de s'évaporer de l'eau conduisant à plus de convection atmosphérique sur terre. La convection intensifiée sur la terre attire plus d'humidité du golfe du Mexique et conduit à l'amélioration du jet de basse altitude des Grandes Plaines, qui transporte l'humidité vers le haut Midwest en été. Crédit : Eric Taylor, Institution océanographique de Woods Hole
Lors de la réunion de l'American Geophysical Union cette semaine, une équipe de chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) a présenté ses derniers résultats de recherche sur les prévisions à long terme des précipitations sur terre. Leur méthode est basée sur la salinité des océans plutôt que sur les températures de surface de la mer, qui a été la norme pendant des décennies.
En utilisant cette méthode, une équipe de recherche dirigée par Ray Schmitt, un océanographe physique au WHOI, a pu prédire avec succès l'événement de précipitations extrêmes qui a inondé les États du Midwest à l'été 2015. Les résultats de l'étude seront publiés dans un article en cours de révision.
Les chercheurs ont analysé plus de 60 ans de données mondiales sur la salinité des océans et les précipitations terrestres et ont découvert que les variations annuelles de la salinité, ou salé, dans certaines parties de l'océan peut être utilisé pour faire des prévisions précises des précipitations saisonnières sur terre, souvent à des milliers de kilomètres.
« Quand nous avons commencé à analyser les dossiers, nous avons trouvé ces « téléconnexions » entre les régions de salinité des océans et certaines régions de précipitations plus élevées sur terre, " il explique.
Schmitt et ses collègues ont d'abord trouvé des preuves d'un lien clair entre les niveaux de salinité de la surface de la mer plus élevés dans l'océan Atlantique Nord et l'augmentation des précipitations sur les terres du Sahel africain, la zone située entre le désert du Sahara et la savane en Afrique centrale. Les résultats ont été publiés le 6 mai édition 2016 de Avancées scientifiques .
Schmitt et ses collègues ont également découvert qu'une salinité printanière élevée dans l'ouest de l'Atlantique Nord est en corrélation avec les fortes précipitations estivales dans le Midwest américain. Ces résultats ont été publiés le 1er mai édition 2016 du Journal du climat .
« Nous pouvons utiliser des modèles de variations de salinité pour prédire les pluies une saison à l'avance, car il y a un délai d'environ trois mois entre les modèles de haute salinité des océans et les précipitations qui en résultent sur terre. En outre, une faible salinité printanière est un bon prédicteur de la sécheresse estivale dans le Midwest. » dit Schmitt. Leur analyse utilise des techniques sophistiquées d'« apprentissage automatique » pour identifier et classer les meilleures variables climatiques pour les prévisions de précipitations et la salinité s'avère être la plus fiable pour de nombreuses régions.
Maintenant, l'équipe de recherche, qui comprend Laifang Li, un ancien chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Schmitt, actuellement à l'Université Duke, Tianjia Liu de l'Université de Columbia, et sa collègue de l'OMSI Caroline Ummenhofer, présente les dernières mises à jour sur cette nouvelle technique passionnante.
L'équipe de recherche a découvert qu'en incluant des signaux de salinité du monde entier plutôt que de l'Atlantique Nord uniquement, ils peuvent faire des prévisions encore plus précises et développer des prévisions de précipitations pour d'autres régions, y compris le sud-ouest des États-Unis.
Trouver les signaux salés
La salinité, ou salé, de l'eau de mer dépend en grande partie de la quantité d'humidité qui est attirée dans l'air lorsque les vents balaient l'océan. Chaque année, 100, 000 miles cubes d'eau s'évapore de la surface de l'océan, ce qui est suffisant pour inonder l'ensemble du continent américain jusqu'à une profondeur de 180 pieds. Environ 90 pour cent de l'humidité retombe dans l'océan sous forme de précipitations, tandis que le reste est transporté sur la terre où il finit par devenir des précipitations.
Quand la pluie tombe sur l'océan, la surface de la mer devient moins salée. À la fois, l'évaporation rend la surface de la mer plus salée en éliminant l'eau douce dans l'atmosphère. Ainsi, si une région devient plus salée que la normale, cela signifie qu'il y aura plus de pluie dans une autre partie de la Terre. De la même manière, une salinité plus fraîche que la normale indique que l'océan a retenu plus d'eau et qu'il y aura moins de pluie ailleurs.
"Cette idée de base nous a motivés à examiner les zones à haute salinité de l'océan pour voir si les variations de salinité de surface pouvaient être utilisées pour les prévisions de précipitations sur terre, " dit Schmitt.
Schmitt dit que la salinité est un meilleur prédicteur des précipitations que les températures de l'océan, car ces dernières sont soumises à des variations quotidiennes dues aux conditions météorologiques. "La salinité est une moyenne de ce qui s'est passé au cours des derniers mois, " dit-il. " C'est un meilleur indicateur de la quantité d'eau et d'énergie que l'océan a exportée d'une région donnée, parce que l'évaporation représente le principal moyen par lequel l'océan entraîne l'atmosphère. L'énergie fournie par le chauffage en raison des différences de température est inférieure de plus d'un ordre de grandeur."
L'évaporation et les précipitations augmentent avec le changement climatique mondial, rendre les différences plus prononcées.
« Les zones salées sont devenues plus salées et les zones fraîches sont devenues plus fraîches, ce qui signifie que nous devrions nous attendre à ce que les zones sèches deviennent plus sèches et que les zones humides deviennent plus humides pour nous sur terre, " ajoute Schmitt.
"Plus nous avons de données, plus il sera facile d'améliorer les prévisions climatiques saisonnières et d'anticiper les sécheresses et inondations extrêmes, ce qui sera probablement plus courant dans un monde en réchauffement, " dit Schmitt.
