Les climatologues de l'Université Columbia ont mis au point un nouveau modèle mondial d'ouragan pour estimer le risque à long terme de tempêtes à fort impact dans différents scénarios climatiques. Le modèle utilise une nouvelle approche pour simuler efficacement un grand nombre de tempêtes dans le monde, surtout ceux qui s'intensifient rapidement, comme les ouragans Maria, Irma et Harvey. Les chercheurs espèrent que le nouveau système conduira à des évaluations des risques de tempête et des dangers pour les grandes villes.

L'équipe projet, dirigé par Chia-Ying Lee de l'Institut international de recherche sur le climat et la société, rendra le modèle open source lorsque le travail sera terminé. Les scientifiques décrivent leur méthodologie dans un nouvel article publié dans le Journal of Advances in Modeling Earth Systems .

La saison des ouragans de l'Atlantique 2017 a été l'une des plus destructrices de l'histoire des États-Unis, causant plus de 200 milliards de dollars de dommages avant sa fin officielle le 30 novembre. Des ouragans et des tempêtes tropicales ont également ravagé les Caraïbes et la côte du Golfe, dévaster un certain nombre de nations et territoires insulaires.

"De tels événements causent d'énormes dégâts, ", dit Lee. "Il est important que nous ayons une compréhension précise de la façon dont le danger posé par ces événements change à mesure que le climat change."

Comme d'autres modèles d'ouragan, ce nouveau utilise des conditions historiques pour simuler un grand nombre de tempêtes réalistes mais synthétiques - beaucoup plus de tempêtes, En réalité, que ce qui s'est réellement produit au cours des 30 dernières années.

"Essentiellement, nous pouvons générer une histoire beaucoup plus longue afin de visualiser des choses qui ne se sont pas produites depuis le début des observations modernes, mais ça peut arriver, " dit le coauteur Adam Sobel, de l'Observatoire terrestre de Lamont-Doherty de Columbia. "Cela nous permet d'évaluer les probabilités d'événements rares qui ne sont pas présents dans les archives historiques."

La plupart des modèles utilisés par le secteur privé le font par des moyens purement statistiques, générer de nouvelles tempêtes basées uniquement sur les traces des tempêtes historiques. De tels modèles ne peuvent pas rendre compte de l'environnement à grande échelle dans lequel chaque tempête s'est développée et a évolué. L'équipe de Columbia s'est donc inspirée d'un modèle de risque développé il y a une décennie par Kerry Emanuel, au Massachusetts Institute of Technology. Il s'agit d'un modèle statistique-dynamique, ce qui signifie qu'il utilise une combinaison de physique et de statistiques pour simuler chaque tempête synthétique. Les modèles dynamiques peuvent incorporer des données climatiques à grande échelle et peuvent donc répondre à des conditions environnementales changeantes telles que le changement climatique. Cependant, exécuter ces simulations est très coûteux et prend beaucoup de temps.

Le modèle que Lee et ses collègues ont créé s'appuie sur cette approche hybride statistique-dynamique, mais prédit l'intensité des tempêtes d'une nouvelle manière, intégrant une méthodologie que l'équipe a développée en 2016 qui capture la fréquence des tempêtes majeures telles que l'ouragan Maria et la façon dont elles s'intensifient rapidement. Leur méthode de modélisation est également très efficace pour simuler un grand nombre de tempêtes dans le monde, qui permet des évaluations complètes des dangers.

"Maintenant, nous pouvons étudier le risque d'ouragan, à l'échelle mondiale et d'une manière directement liée aux impacts, " dit Sobel. " Jusqu'à maintenant, seuls des modèles dynamiques très coûteux pourraient le faire, nous ouvrons donc beaucoup de nouvelles possibilités, pour nous et pour les autres."

Gouvernements, institutions financières, les organisations non gouvernementales et même les ménages individuels devraient bénéficier d'une meilleure évaluation des risques. Par exemple, les institutions peuvent générer des cartes de probabilité qui montrent les chances que différents endroits connaissent un ouragan majeur au cours de la prochaine année, dit Chia-Ying Lee. « Nous pourrons également générer des évaluations des risques locaux centrées sur des villes individuelles, et ceux-ci peuvent potentiellement être placés sur des sites Web interactifs accessibles au public.

Lorsque le projet se terminera en 2020, tout le monde pourra télécharger et exécuter le modèle. Sobel espère que cela stimulera d'autres à aider à améliorer leur travail.

"En tant que scientifiques qui s'efforcent de rendre nos recherches utiles et précieuses dans le monde entier, nous voulions développer un modèle qui nous permettrait non seulement d'étudier le risque d'ouragan, mais permettrait également à d'autres de le faire, que ce soit pour la recherche académique, réduction des risques de catastrophe, l'adaptation au climat ou à toute autre fin.

Le groupe utilise actuellement des données historiques générées à partir d'une gamme de modèles climatiques mondiaux pour voir dans quelle mesure ils peuvent reproduire les saisons des ouragans passées. Cette compréhension leur permettra d'ajuster le modèle pour simuler les futures saisons des ouragans. Ils prévoient de rendre compte de ces résultats dans un prochain article.