Sous le changement climatique mondial, les zones climatiques de la Terre se déplaceront vers les pôles. Ce n'est pas seulement une prédiction future; c'est une tendance qui a déjà été observée au cours des dernières décennies. Le sec, les régions semi-arides s'étendent vers des latitudes plus élevées, et tempéré, les régions pluvieuses migrent vers les pôles. Dans un article récemment publié dans Géosciences de la nature , Les chercheurs du Weizmann Institute of Science apportent un nouvel éclairage sur ce phénomène en découvrant que les tempêtes des latitudes moyennes sont dirigées plus loin vers les pôles dans un climat plus chaud. leur analyse, qui a également révélé les mécanismes physiques contrôlant ce phénomène, impliquait une approche unique qui retraçait la progression des systèmes météorologiques de basse pression à la fois de l'extérieur - dans leur mouvement autour du globe - et de l'intérieur - en analysant la dynamique des tempêtes.

Le professeur Yohai Kaspi du Département des sciences de la Terre et des planètes de l'Institut explique que les zones climatiques de la Terre suivent à peu près les bandes latitudinales. Les tempêtes se déplacent principalement autour du globe dans des régions préférées appelées "voies de tempête, " se formant au-dessus de l'océan et voyageant généralement vers l'est et un peu vers les pôles le long de ces chemins. Ainsi, une tempête qui se forme dans l'Atlantique au large de la côte est des États-Unis à une latitude d'environ 40N atteindra l'Europe dans la région de la latitude 50N. Jusque récemment, cependant, cette inclination à se déplacer en direction du pôle le plus proche n'était pas vraiment comprise. Dr. Talia Tamarin dans le groupe de Kaspi a résolu cette question fondamentale dans sa recherche doctorale.

Kaspi :« A partir des modèles climatiques existants, on peut observer les trajectoires moyennes des tempêtes, mais il est difficile de prouver la cause et l'effet de ceux-ci. Ils nous montrent seulement où il y a relativement plus ou moins de tempêtes. Une autre approche consiste à suivre les tempêtes individuelles; cependant, nous devons faire face au chaotique, des systèmes bruyants fortement dépendants des conditions initiales, ce qui signifie qu'aucune tempête n'est exactement comme une autre. Talia a développé une méthode qui combine ces deux approches. Elle a appliqué un algorithme de suivi des tempêtes à des modèles de circulation atmosphérique simplifiés dans lesquels des milliers de tempêtes sont générées, éliminant ainsi la dépendance aux conditions initiales. Cela lui a permis de comprendre comment de telles tempêtes se développent dans le temps et dans l'espace, et ce qui contrôle leur mouvement. » Même ces modèles simplifiés impliquent des calculs qui nécessitent plusieurs jours de calcul dans l'un des puissants clusters informatiques de l'Institut Weizmann.

Dans la présente étude, comprendre comment le mouvement des tempêtes peut changer dans un monde plus chaud, Tamarin et Kaspi ont appliqué la même méthode à des simulations de complexité complète des prévisions du changement climatique. Leur analyse a montré que la tendance des trajectoires des tempêtes à virer en direction des pôles s'intensifie dans des conditions plus chaudes. Ils ont découvert que deux processus sont responsables de ce phénomène. L'un est relié à la structure verticale et à la circulation près des sommets de ces systèmes météorologiques. Un certain type de flux nécessaire à leur croissance oriente également les tempêtes vers le pôle, et ces flux devraient devenir plus forts lorsque les températures moyennes augmentent.

Le deuxième processus est lié à l'énergie emprisonnée dans la vapeur d'eau lors de telles tempêtes. Dans le réchauffement climatique, l'air plus chaud contiendra plus de vapeur d'eau, et donc plus d'énergie sera libérée lorsque la vapeur se condense en gouttes. "Le plus chaud, l'air le plus humide circule le long du flanc est de la tempête - vers le côté nord - et y libère de l'énergie, " dit Tamarin. " Ce processus pousse la tempête vers le nord (ou vers le sud dans l'hémisphère sud), et cet effet sera également plus fort dans un climat plus chaud."

Les modèles de changement climatique prédisent que si les températures mondiales moyennes augmentent de quatre degrés au cours des 100 prochaines années, les tempêtes dévieront vers les pôles de leurs trajectoires actuelles de deux degrés de latitude. Les recherches menées à l'Institut des sciences Weizmann montrent qu'une partie de cela sera due au mécanisme qu'ils ont démontré, et l'autre partie est liée au fait que les tempêtes naissent à une latitude plus élevée dans un monde plus chaud. "Le modèle développé par Talia nous donne à la fois des informations qualitatives sur les mécanismes qui dirigent les tempêtes vers les pôles et des moyens quantitatifs pour prédire comment ceux-ci vont évoluer dans le futur, " dit Kaspi. " Bien que deux degrés ne semblent pas beaucoup, l'écart qui en résulte dans les régimes de température et de pluie aura un effet significatif sur les zones climatiques, " il ajoute.