Une nouvelle étude dirigée par la NASA montre que le changement climatique est susceptible d'intensifier les événements météorologiques extrêmes connus sous le nom de rivières atmosphériques dans la majeure partie du globe d'ici la fin de ce siècle, tout en réduisant légèrement leur nombre.

La nouvelle étude prévoit que les rivières atmosphériques seront nettement plus longues et plus larges que celles que nous observons aujourd'hui, entraînant des conditions atmosphériques fluviales plus fréquentes dans les zones touchées.

"Les résultats projettent que dans un scénario où les émissions de gaz à effet de serre continuent au rythme actuel, il y aura environ 10 pour cent moins de rivières atmosphériques dans le monde d'ici la fin du 21e siècle, " a déclaré l'auteur principal de l'étude, Duane Waliser, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "Toutefois, parce que les résultats projettent que les rivières atmosphériques seront, en moyenne, environ 25 pour cent plus large et plus long, la fréquence mondiale des conditions atmosphériques fluviales, telles que les fortes pluies et les vents forts, augmentera en fait d'environ 50 pour cent. »

Les résultats montrent également que la fréquence des tempêtes fluviales atmosphériques les plus intenses devrait presque doubler.

Les rivières atmosphériques sont longues, des jets d'air étroits qui transportent d'énormes quantités de vapeur d'eau des tropiques vers les continents terrestres et les régions polaires. Ces "rivières dans le ciel" ont généralement une largeur de 250 à 375 miles (400 à 600 kilomètres) et transportent autant d'eau - sous forme de vapeur d'eau - qu'environ 25 fleuves du Mississippi. Quand une rivière atmosphérique touche terre, en particulier contre les terrains montagneux (comme la Sierra Nevada et les Andes), il libère une grande partie de cette vapeur d'eau sous forme de pluie ou de neige.

Ces systèmes de tempêtes sont courants — en moyenne, il y en a environ 11 présents sur Terre à tout moment. Dans de nombreuses régions du globe, ils apportent des précipitations indispensables et contribuent de manière importante aux approvisionnements annuels en eau douce. Cependant, les rivières atmosphériques plus fortes, en particulier celles qui s'arrêtent à l'atterrissage ou qui produisent de la pluie sur le manteau neigeux, peuvent provoquer des inondations catastrophiques.

Les rivières atmosphériques apparaissent sur les images satellites, y compris dans les données d'une série de tempêtes fluviales atmosphériques réelles qui ont inondé la côte ouest des États-Unis et provoqué de graves inondations au début de 2017.

L'étude

Les études sur le changement climatique sur les rivières atmosphériques à ce jour ont été principalement limitées à deux régions spécifiques, l'ouest des États-Unis et l'Europe. Ils ont généralement utilisé différentes méthodologies pour identifier les rivières atmosphériques et différents modèles de projection climatique, ce qui signifie que les résultats de l'un ne sont pas quantitativement comparables à un autre.

L'équipe a cherché à fournir une approche plus rationalisée et globale pour évaluer les effets du changement climatique sur les tempêtes atmosphériques fluviales.

L'étude s'est appuyée sur deux ressources :un ensemble de projections de modèles climatiques mondiaux couramment utilisés pour le 21e siècle, développés pour le dernier rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, et un algorithme de détection des rivières atmosphériques mondiales qui peut être appliqué à la sortie du modèle climatique. L'algorithme, développé plus tôt par les membres de l'équipe d'étude, identifie les événements atmosphériques fluviaux de chaque jour des simulations du modèle, quantifier leur longueur, largeur et la quantité de vapeur d'eau qu'ils transportent.

L'équipe a appliqué l'algorithme de détection des rivières atmosphériques à la fois aux observations réelles et aux simulations de modèles pour la fin du 20e siècle. La comparaison des données a montré que les modèles produisaient une représentation relativement réaliste des rivières atmosphériques pour le climat de la fin du 20e siècle.

Ils ont ensuite appliqué l'algorithme pour modéliser les projections climatiques à la fin du 21e siècle. En faisant cela, ils ont pu comparer la fréquence et les caractéristiques des rivières atmosphériques pour le climat actuel avec les projections pour le climat futur.

L'équipe a également testé l'algorithme avec un scénario de modèle climatique différent qui supposait des augmentations plus prudentes du taux d'émissions de gaz à effet de serre. Ils ont trouvé similaire, mais des changements moins drastiques. Ensemble, la prise en compte des deux scénarios climatiques indique un lien direct entre l'ampleur du réchauffement et la fréquence et la sévérité des conditions atmosphériques fluviales.

Qu'est-ce que ça veut dire?

L'intérêt de l'étude est double.

D'abord, « connaître la nature de la façon dont ces événements fluviaux atmosphériques pourraient changer avec les futures conditions climatiques permet aux scientifiques, gestionnaires de l'eau, les parties prenantes et les citoyens vivant dans les régions sujettes aux rivières atmosphériques [par ex. l'ouest de l'Amérique du Nord, l'ouest de l'Amérique du Sud, Afrique du Sud, Nouvelle-Zélande, Europe occidentale] pour examiner les implications potentielles qui pourraient découler d'un changement de ces événements de précipitations extrêmes, " a déclaré Vicky Espinoza, boursier postdoctoral à l'Université de Californie-Merced et premier auteur de l'étude.

Et deuxièmement, l'étude et son approche fournissent un manière uniforme de rechercher les rivières atmosphériques au niveau mondial, illustrant une base pour les analyser et les comparer qui n'existait pas auparavant.

Limites

Les données entre les modèles sont généralement cohérentes — toutes soutiennent la projection selon laquelle les conditions atmosphériques des rivières sont liées au réchauffement et augmenteront à l'avenir ; cependant, co-auteur Marty Ralph de l'Université de Californie, San Diego, souligne qu'il y a encore du travail à faire.

"Alors que tous les modèles projettent des augmentations de la fréquence des conditions atmosphériques fluviales, les résultats illustrent également les incertitudes dans le détail des projections climatiques de ce phénomène clé, ", a-t-il déclaré. "Cela met en évidence la nécessité de mieux comprendre pourquoi les représentations des modèles des rivières atmosphériques varient."

L'étude, intitulé « Analyse globale des effets de la projection du changement climatique sur les rivières atmosphériques, " a été récemment publié dans la revue Lettres de recherche géophysique .