Une nouvelle étude donne la première preuve d'observation que la forêt tropicale du sud de l'Amazonie déclenche sa propre saison des pluies en utilisant la vapeur d'eau des feuilles des plantes. Cette découverte permet d'expliquer pourquoi la déforestation dans cette région est liée à une diminution des précipitations.

L'étude a analysé les données sur la vapeur d'eau du spectromètre d'émission troposphérique (TES) de la NASA sur le satellite Aura, ainsi que d'autres mesures satellitaires, montrer qu'à la fin de la saison sèche, les nuages ​​qui se forment au-dessus du sud de l'Amazonie sont formés par l'eau qui monte de la forêt elle-même. La recherche est publiée dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).

C'est un mystère pourquoi la saison des pluies commence quand c'est le cas en Amazonie au sud de l'équateur. Dans la plupart des régions tropicales, deux facteurs contrôlent le moment de la saison des pluies :les vents de mousson (un changement saisonnier de direction des vents dominants) et la zone de convergence intertropicale (ZIT), une ceinture d'alizés convergents autour de l'équateur qui se déplace vers le nord ou le sud avec les saisons. Le sud de l'Amazonie connaît les deux. Mais ils ne se produisent pas avant décembre ou janvier, tandis que la saison des pluies commence actuellement à la mi-octobre, deux ou trois mois plus tôt. Alors, qu'est-ce qui déclenche l'augmentation des précipitations ?

Scientifique Rong Fu de l'UCLA, un chef de file des nouveaux efforts de recherche, a publié un article en 2004 suggérant qu'une augmentation de l'évaporation de l'eau des feuilles – un processus connu sous le nom de transpiration – pourrait en être la cause. "Nous n'avions pas de preuves tangibles, " a-t-elle dit. " Nous avons supposé que l'humidité venait de la végétation parce que les mesures satellites ont montré que la végétation est devenue plus verte à la fin de la saison sèche. "

Des plantes plus vertes sont un indicateur probable d'une croissance et d'une transpiration accrues des plantes, mais pas définitif. Aussi, les mesures de couleur ne peuvent pas montrer combien de vapeur d'eau se déplace des plantes vers l'atmosphère ou si elle monte suffisamment haut dans l'atmosphère pour former des nuages ​​et de la pluie. Donc la spéculation n'est restée que ça, jusqu'à maintenant.

John Worden du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie, développé une technique d'analyse de données pour TES qui a permis à Fu, étude premier auteur Jonathon Wright (Université Tsinghua, Pékin) et ses collègues pour localiser la source d'humidité. La technique fait la distinction entre l'hydrogène et son isotope plus lourd, le deutérium, qui se combine avec l'oxygène pour faire de l'eau lourde. Les isotopes plus légers s'évaporent plus facilement que les isotopes plus lourds. Cela signifie que la vapeur d'eau qui s'est évaporée dans l'atmosphère contient moins de deutérium que l'eau liquide. Par exemple, la vapeur d'eau qui s'est évaporée de l'océan contient moins de deutérium que l'eau qui se trouve encore dans l'océan.

L'eau transpirée par les plantes, d'autre part, a la même quantité de deutérium que l'eau qui est encore dans le sol - la plante aspire l'eau du sol comme une paille, quel que soit l'isotope contenu dans l'eau. Cela signifie que la vapeur d'eau transpirée des plantes contient plus de deutérium que la vapeur d'eau évaporée de l'océan.

Cette différence est la clé qui a permis aux scientifiques de percer le mystère de la saison des pluies. Les deux isotopes ont des "signatures" spectrales différentes qui peuvent être mesurées depuis l'espace par l'instrument TES. Les mesures ont montré que, lors du passage de la saison sèche à la saison humide, l'eau transpirée devient une source d'humidité importante pour l'atmosphère, et en particulier pour la moyenne troposphère, où l'augmentation de la vapeur d'eau fournit le carburant nécessaire pour démarrer la saison des pluies.

"Ce que nous avons montré, c'est que pendant la saison sèche, l'eau de la végétation est pompée dans la moyenne troposphère où elle peut se transformer en pluie, " dit Worden, un co-auteur sur le nouveau papier.

Cette découverte soulève une autre question :pourquoi les plantes commencent-elles à pousser et à transpirer davantage pendant la saison sèche ? avant qu'il n'y ait une augmentation de la pluie? C'est encore un sujet de recherche, dit Fu. "C'est peut-être ainsi que les forêts optimisent leur croissance. En fin de saison sèche, les plantes ont encore du soleil, et ils pourraient anticiper la saison des pluies à venir car ils sont adaptés à la saisonnalité de la pluie."

Cette saisonnalité a changé au cours des dernières décennies, toutefois. La saison des pluies dans le sud de l'Amazonie commence maintenant près d'un mois plus tard que dans les années 1970. Il est prouvé que si la saison sèche amazonienne dépasse cinq à sept mois, la forêt ne recevra plus assez de pluie chaque année pour maintenir les arbres en vie, et la région passera de la forêt aux plaines herbeuses. Sur une grande partie du sud de l'Amazonie, la saison sèche n'est désormais plus courte en moyenne que de quelques semaines par rapport à ce seuil transitoire. La forêt a déjà subi des dommages irréversibles. La perte d'un écosystème majeur de la forêt amazonienne pourrait augmenter les sécheresses au Brésil et potentiellement perturber les régimes de précipitations jusqu'au Texas.

Les raisons du début tardif de la saison des pluies ne sont pas complètement comprises, mais la nouvelle étude ajoute des preuves à l'idée que la déforestation joue un rôle. Réduire les arbres disponibles pour produire de l'humidité réduirait naturellement la capacité de formation de nuages ​​de la forêt. Si la déforestation ralentissait l'augmentation de la transpiration au point de ne plus pouvoir déclencher une saison des pluies, les pluies ne commenceraient qu'à l'arrivée du FIT à la fin de l'année.

La découverte met en évidence à quel point l'écosystème de la forêt tropicale est étroitement lié au climat, dit Fu. "Le sort de la forêt tropicale du sud de l'Amazonie dépend de la durée de la saison sèche, mais la durée de la saison sèche dépend aussi de la forêt tropicale."