La ceinture de pluie tropicale, également connue sous le nom de zone de convergence intertropicale (ITCZ), est dans un état de migration constante. Il change continuellement de position en fonction des saisons et suit le zénith du soleil, avec un léger retard. Cela détermine à son tour les périodes humides et sèches dans les régions tropicales et subtropicales au cours de l'année. La ceinture des pluies tropicales contrôle donc efficacement le climat dans la plupart des régions tropicales et subtropicales, comme la saison des moussons en Asie du Sud-Est et en Amérique centrale.

Une équipe internationale de chercheurs dirigée par Franziska Lechleitner de l'Institut géologique de l'ETH Zurich a prouvé pour la première fois que la migration de la ceinture des pluies tropicales est assez sensible aux changements même minimes des températures mondiales. Les résultats de l'équipe ont été publiés dans la revue Rapports scientifiques , où ils présentent la reconstruction la plus complète des régimes de précipitations dans la zone de convergence intertropicale au cours des 2000 dernières années.

Des températures plus basses dans le monde

Autrefois, les scientifiques n'ont étudié la migration de la ceinture des pluies tropicales que sur de très longues périodes, tels que les cycles glaciaires et interglaciaires sur des dizaines de milliers d'années, avec des différences de température correspondantes de plusieurs degrés. "Jusque là, cependant, les scientifiques n'ont pas enquêté sur les deux derniers millénaires à l'échelle mondiale, lorsque les changements de température ont été beaucoup moins prononcés, " explique le géologue climatologue.

La chercheuse de l'ETH et ses collègues ont maintenant réussi à démontrer comment le système météorologique tropical s'est déplacé vers le sud entre 1450 et 1850, une période connue sous le nom de petit âge glaciaire. "Cette migration est liée à la baisse des températures mondiales pendant cette période, " explique Lechleitner.

Les dernières reconstructions climatiques montrent que les températures moyennes au cours de cette période étaient d'environ 0,4 degré Celsius inférieures à celles d'avant et d'après le petit âge glaciaire. La migration de la ceinture des pluies tropicales a également provoqué des changements substantiels dans le climat tropical et subtropical pendant cette période, affectant les zones de sécheresse et de fortes précipitations.

Lien vers le système météorologique européen

Les scientifiques ont également découvert que les climats de la ceinture des pluies tropicales et des latitudes moyennes sont interconnectés par l'oscillation nord-atlantique (NAO). Ce phénomène dicte la météo en Europe occidentale et centrale, et est le résultat des fluctuations de la différence de pression atmosphérique au niveau de la mer entre la dépression islandaise et l'anticyclone des Açores sur l'Atlantique Nord. Le NAO est un indice numérique :s'il est positif, le minimum islandais et l'anticyclone des Açores sont très forts, qui provoque généralement un temps humide et des vents forts d'ouest en Europe centrale, ou dans les cas extrêmes tempêtes hivernales et ouragans, comme la violente tempête Lothar en 1999.

Cependant, l'indice NAO est négatif lorsque le plus bas islandais et le plus haut des Açores ne sont que faibles. Les vents d'ouest s'apaisent et se déplacent latéralement. Cela crée des conditions météorologiques plus humides dans la région méditerranéenne. Europe centrale, d'autre part, est plus sujette aux masses d'air froid venant du nord-est, ce qui peut provoquer des hivers glacés et des printemps secs.

Les stalagmites comme baromètres utiles des précipitations

"Notre étude montre clairement que lorsque la ceinture de pluie tropicale était positionnée plus au sud que la normale pendant le petit âge glaciaire, l'indice NAO avait tendance à être négatif, de sorte que l'Europe centrale a été exposée à des vagues de froid, " dit Lechleitner. Mais lorsque la ceinture des pluies tropicales est positionnée plus au nord, l'indice NAO est positif.

Pour leur date précise, analyse à haute résolution des précipitations tropicales au cours des deux derniers millénaires, les chercheurs ont comparé les reconstructions climatiques publiées produites à l'aide de stalagmites, Noyau de glace, enregistrements de sédiments marins et de cernes d'arbres. Dans le cas des stalagmites, d'autres scientifiques ont examiné des aspects tels que le rapport oxygène-isotope, qui sert de baromètre pour le volume des précipitations sous les tropiques.

Aucun changement extrême nécessaire

"Nos recherches montrent que les changements de température mondiale n'ont pas besoin d'être très extrêmes pour déplacer la position de la ceinture des pluies tropicales, " dit Lechleitner. Il est donc tout à fait possible que le changement climatique d'origine humaine et l'augmentation de température qui s'est déjà produite, bien que relativement petit, sont potentiellement suffisants pour déclencher une migration de la ceinture des pluies tropicales.

Si seulement les températures mondiales augmentaient, ce système météorologique se déplacerait probablement vers le nord, comme l'hémisphère nord est plus chaud que l'hémisphère sud, en raison de divers facteurs.

"Exactement là où la ceinture de pluie migre, cependant, dépend aussi des particules dans l'atmosphère, " explique Lechleitner. Dans une étude précédente, l'équipe de recherche a pu montrer que la ceinture des pluies tropicales a migré vers le sud depuis le début de l'industrialisation, car les aérosols issus des processus de combustion industriels et les gaz résiduaires ont provoqué un refroidissement de l'hémisphère nord. Par conséquent, les zones avec les températures annuelles moyennes les plus élevées se sont également déplacées vers le sud.

"Les réglementations plus strictes destinées à réduire les particules en suspension dans l'air et le soufre pourraient encourager la ceinture des pluies tropicales à migrer à nouveau vers le nord, », explique le chercheur. Cela pourrait éventuellement rendre la région du Sahel moins aride, rendant l'indice NAO positif et entraînant de fortes précipitations et un temps plus orageux en Europe centrale.

Dans les régions tropicales et subtropicales, même de minuscules changements dans la position de la ceinture de pluie peuvent déclencher des sécheresses plus fréquentes ou de fortes précipitations. Il peut également y avoir un décalage ou un raccourcissement des saisons des pluies et sèches. Cela peut avoir des conséquences fatales pour la population locale dépendante de l'agriculture, comme en témoigne la longue période de sécheresse qui a touché la région du Sahel de 1970 à 1990, par exemple. « Nous pouvons maintenant faire remonter cette sécheresse à la migration vers le sud de la ceinture des pluies tropicales au cours de cette période, " conclut le chercheur.