Presque tous les sites mesurés ont connu une augmentation des inondations côtières depuis les années 1950. Le taux s'accélère dans de nombreux endroits le long des côtes est et du golfe. Crédit :EPA
Pour les Américains qui vivent le long des côtes est et du golfe du Mexique, la fin de la saison des ouragans dans l'Atlantique 2017 le 30 novembre a été un soulagement. Cette année, les prévisionnistes ont enregistré 17 tempêtes nommées, dont 10 sont devenus des ouragans. Six étaient des ouragans majeurs (catégorie 3 ou plus), et trois ont touché terre :Harvey au Texas, Irma dans les Caraïbes et en Floride, et Maria dans les Caraïbes et à Porto Rico. C'était la saison la plus coûteuse de tous les temps, infligeant plus de 200 milliards de dollars de dommages et intérêts.
De nombreux scientifiques ont trouvé des preuves que le changement climatique amplifie les impacts des ouragans. Par exemple, plusieurs études qui viennent d'être publiées ce mois-ci concluent que le changement climatique induit par l'homme a rendu les précipitations plus intenses pendant l'ouragan Harvey. Mais le changement climatique n'est pas le seul facteur qui rend les ouragans plus dommageables.
Dans une étude que nous avons co-écrite avec notre collègue Jon Martin, nous avons montré que deux processus climatiques naturels convergents ont créé un "point chaud" à partir du cap Hatteras, De la Caroline du Nord à Miami, où le niveau de la mer a augmenté six fois plus vite que la moyenne mondiale entre 2011 et 2015. Nous avons également montré que de tels points chauds se sont produits à d'autres points le long de la côte est au cours du siècle dernier. Maintenant, nous voyons des indications que l'on se développe au Texas et en Louisiane, où il a probablement amplifié les inondations pendant Harvey - et pourrait rendre les futures tempêtes côtières plus dommageables.
Résoudre un puzzle de salinité
Notre travail a commencé lorsque Jon Martin a montré à l'un d'entre nous (Arnoldo) des données sur la salinité de l'eau piégée entre les sédiments tapissant le fond de la lagune de l'Indian River, dans le centre-est de la Floride. Ici, les eaux souterraines avec des piscines à salinité nulle le long de la côte derrière plusieurs îles-barrières. Jon et son équipe de recherche analysaient les changements dans la chimie de l'eau et ont découvert que la salinité avait considérablement augmenté au cours de la décennie précédente. Cela suggérait que l'eau salée pénétrait rapidement dans le lagon.
Les stations avec des tendances positives du niveau de la mer (jaune à rouge) connaissent à la fois une élévation du niveau de la mer à l'échelle mondiale et un abaissement ou un naufrage des terres locales. Les stations illustrées par des tendances négatives (bleu à violet) connaissent une élévation globale du niveau de la mer et une élévation verticale plus importante des terres locales, provoquant une baisse apparente du niveau relatif de la mer. Crédit :NOAA
Ce processus est généralement entraîné soit par l'élévation du niveau de la mer, soit par les humains pompant de l'eau douce du sous-sol, ou une combinaison des deux. Arnoldo a consulté les données en ligne de la National Oceanic and Atmospheric Administration, et a constaté que l'élévation du niveau de la mer s'était accélérée rapidement à proximité de la jetée de Trident entre 2011 et 2015. Alors que le niveau mondial de la mer a augmenté à un rythme moyen d'environ 1 pied par siècle, ce site avait enregistré une augmentation d'environ 5 pouces en à peine cinq ans.
Quand Arnoldo a partagé cette découverte avec Andrea, un expert international de l'élévation passée du niveau de la mer, elle était terrassée. Ces taux étaient dix fois plus élevés que les taux à long terme d'élévation du niveau de la mer le long du littoral de la Floride. Une enquête plus approfondie a montré que tous les marégraphes au sud du cap Hatteras ont montré une hausse similaire au cours de la même période. Cela a soulevé deux questions :des taux similaires d'élévation rapide du niveau de la mer avaient-ils déjà été observés dans le sud-est des États-Unis ? Et qu'est-ce qui causait cette accélération temporaire ?
Des modèles climatiques convergents
Des travaux antérieurs le long de la côte atlantique avaient identifié la zone au nord du cap Hatteras comme vulnérable aux taux accélérés d'élévation du niveau de la mer, notamment dans le contexte du changement climatique. Le réchauffement de la planète devrait affaiblir le Gulf Stream, un puissant courant de l'océan Atlantique qui éloigne l'eau de la côte est et la transporte vers le nord. Le ralentissement du Gulf Stream laisse plus d'eau en place le long du littoral, l'élévation du niveau de la mer.
Mais ce mécanisme n'a pas pu expliquer un bond de cette ampleur du niveau des mers au sud du Cap. Une autre étude précédente a offert un indice supplémentaire. Il a proposé que l'oscillation de l'Atlantique Nord (NAO), un modèle de bascule dans la pression atmosphérique sur différentes régions de l'océan Atlantique Nord, pourrait expliquer le déplacement de la position des variations à court terme de l'élévation du niveau de la mer.
Lorsque le NAO est dans sa phase positive (à gauche), le contraste entre les hautes pressions sur les Açores et les dépressions dans l'extrême nord de l'Atlantique est plus fort que la normale, ce qui entraîne des orages doux sur le nord de l'Europe et un assèchement sur la Méditerranée. Mais lorsque le contraste est inférieur à la normale, le NAO entre dans sa phase négative (à droite), conduisant au froid, temps sec dans le nord de l'Europe et humide dans le sud. Crédit :UCAR, CC BY-ND
Les changements dans le NAO modifient la position du courant-jet, modèles de vent et trajectoires de tempête, tout cela affecte la distribution de l'eau dans le bassin de l'Atlantique Nord. Finalement, les effets cumulatifs de la NAO sur l'océan déterminent si l'eau s'accumulera au nord ou au sud du cap Hatteras. Ainsi, l'eau s'est accumulée préférentiellement au nord du cap Hatteras sur la période 2009-2010, et au sud de 2011 à 2015.
Ce mécanisme lié à la NAO expliquait où les accélérations du niveau de la mer pouvaient se produire le long de la côte atlantique, mais n'a pas semblé expliquer leur timing. Nous avons rempli les blancs en examinant les enregistrements des marégraphes au cours du siècle dernier le long de toute la côte atlantique des États-Unis. Cet examen a montré que le moment des accélérations à court terme du niveau de la mer, d'une à plusieurs années, a été corrélé avec le signal accumulé d'un autre modèle climatique récurrent :l'oscillation australe El Niño, ou ENSO, qui est le résultat d'une oscillation de la pression atmosphérique dans le bassin de l'océan Pacifique tropical.
Bien qu'ENSO se produise dans le Pacifique, ses effets se propagent à travers l'Amérique du Nord, modifier les températures de l'air et les régimes des vents dans l'est des États-Unis. Ces changements dans la distribution des vents peuvent affecter le transport de l'eau dans l'océan Atlantique Nord, provoquant parfois son accumulation le long de la côte est des États-Unis. D'autres scientifiques ont montré que ce transport détermine en fin de compte le moment des accélérations à court terme de l'élévation du niveau de la mer le long de la côte atlantique des États-Unis.
En résumé, nous avons constaté que des accélérations à court terme de l'élévation du niveau de la mer se sont produites à plusieurs reprises au cours du siècle dernier, se produisant parfois au sud du cap Hatteras et parfois concentré au nord du cap. Ces points chauds peuvent dépasser des taux de 4 pouces en cinq ans, et peut se produire n'importe où le long de la côte atlantique des États-Unis. Ils se forment lorsque les signaux accumulés de l'ENSO et du NAO convergent, déplacer l'eau de mer vers le littoral.
Un joker pour les inondations côtières
Notre recherche a de sérieuses implications pour les planificateurs côtiers. Le réchauffement climatique fait monter le niveau de la mer sur toute la côte atlantique, et les communautés devraient s'y préparer. En outre, nos résultats montrent que le niveau de la mer peut monter et descendre autour de ce niveau de plus de 4 pouces sur une période de cinq ans, en raison de la variabilité des interactions océan-atmosphère dans les bassins océaniques du Pacifique et de l'Atlantique. Cette variabilité peut se produire sur une période de cinq à dix ans.
Ces points chauds amplifient la gravité des inondations côtières qui se produisent déjà à cause des tempêtes et des grandes marées. Les résidents entre Charleston, Caroline du Sud et Jacksonville, La Floride – une étendue où le niveau de la mer est d'au moins 4 pouces (10 centimètres) plus élevé qu'il ne l'était en 2010 – l'a découvert à ses dépens.
Nous examinons maintenant les données du golfe du Mexique, où les stations de marée montrent également des niveaux d'eau qui sont généralement plus élevés que prévu. L'augmentation le long de la côte du golfe de Floride a dépassé son apogée, mais le Texas et la Louisiane continuent de voir une accélération de l'élévation du niveau de la mer. Les accélérations de l'élévation du niveau de la mer sont difficiles à prévoir, et on ne sait pas s'ils deviendront plus graves avec le temps. Mais ils rendent encore plus urgent pour les communautés côtières de prendre au sérieux l'élévation du niveau de la mer aujourd'hui.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original. 
