Le changement climatique déplace l'énergie dans l'atmosphère qui alimente la météo estivale, ce qui peut conduire à des orages plus forts et à des conditions plus stagnantes pour les régions de latitude moyenne de l'hémisphère nord, dont l'Amérique du Nord, L'Europe , et en Asie, une nouvelle étude du MIT trouve.

Les scientifiques rapportent que la hausse des températures mondiales, en particulier dans l'Arctique, redistribuent l'énergie dans l'atmosphère :plus d'énergie est disponible pour alimenter les orages et autres processus convectifs, tandis que moins d'énergie va vers les cyclones extratropicaux d'été - plus gros, des systèmes météorologiques plus doux qui circulent sur des milliers de kilomètres. Ces systèmes sont normalement associés à des vents et des fronts qui génèrent de la pluie.

"Les cyclones extratropicaux ventilent l'air et la pollution atmosphérique, donc avec des cyclones extratropicaux plus faibles en été, vous envisagez le potentiel d'un plus grand nombre de jours de mauvaise qualité de l'air dans les zones urbaines, " dit l'auteur de l'étude Charles Gertler, un étudiant diplômé du Département de la Terre du MIT, Sciences de l'atmosphère et des planètes (EAPS). "Aller au-delà de la qualité de l'air dans les villes, vous avez le potentiel pour des orages plus destructeurs et des jours plus stagnants avec des vagues de chaleur peut-être plus durables."

Gertler et son co-auteur, Professeur agrégé Paul O'Gorman de l'EAPS, publient leurs résultats dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Un dégradé qui rétrécit

Contrairement aux cyclones tropicaux plus violents comme les ouragans, Les cyclones extratropicaux sont de grands systèmes météorologiques qui se produisent vers le pôle de la zone tropicale de la Terre. Ces systèmes orageux génèrent des changements rapides de température et d'humidité le long de fronts qui balayent de vastes étendues des États-Unis. En hiver, les cyclones extratropicaux peuvent fouetter le Nor'easters; en été, ils peuvent tout apporter, de la nébulosité générale et des averses légères aux fortes rafales et orages.

Les cyclones extratropicaux se nourrissent du gradient de température horizontal de l'atmosphère, c'est-à-dire la différence de températures moyennes entre les latitudes nord et sud. Ce gradient de température et l'humidité de l'atmosphère produisent une certaine quantité d'énergie dans l'atmosphère qui peut alimenter les événements météorologiques. Plus le gradient entre, dire, l'Arctique et l'équateur, plus un cyclone extratropical est susceptible d'être fort.

Au cours des dernières décennies, l'Arctique s'est réchauffé plus vite que le reste de la Terre, réduisant en fait le gradient horizontal de température de l'atmosphère. Gertler et O'Gorman se sont demandé si et comment cette tendance au réchauffement avait affecté l'énergie disponible dans l'atmosphère pour les cyclones extratropicaux et d'autres phénomènes météorologiques estivaux.

Ils ont commencé par examiner une réanalyse globale des observations climatiques enregistrées, connue sous le nom d'ERA-Réanalyse intermédiaire, un projet qui collecte les mesures disponibles par satellite et ballon météo de la température et de l'humidité dans le monde depuis les années 1970. A partir de ces mesures, le projet produit une grille globale à grain fin de la température et de l'humidité estimées, à différentes altitudes dans l'atmosphère.

A partir de cette grille d'estimations, l'équipe s'est concentrée sur l'hémisphère nord, et les régions entre 20 et 80 degrés de latitude. Ils ont pris la température moyenne d'été et l'humidité dans ces régions, entre juin, Juillet, et août pour chaque année de 1979 à 2017. Ils ont ensuite introduit chaque année la moyenne estivale de température et d'humidité dans un algorithme, développé au MIT, qui estime la quantité d'énergie qui serait disponible dans l'atmosphère, compte tenu des conditions de température et d'humidité correspondantes.

"Nous pouvons voir comment cette énergie monte et descend au fil des ans, et nous pouvons également séparer la quantité d'énergie disponible pour la convection, qui se manifesterait par des orages par exemple, versus des circulations à plus grande échelle comme les cyclones extratropicaux, " dit O'Gorman.

Voir les changements maintenant

Depuis 1979, ils ont découvert que l'énergie disponible pour les cyclones extratropicaux à grande échelle a diminué de 6 pour cent, alors que l'énergie qui pourrait alimenter plus petit, plus d'orages locaux ont augmenté de 13 pour cent.

Leurs résultats reflètent certaines preuves récentes dans l'hémisphère nord, suggérant que les vents d'été associés aux cyclones extratropicaux ont diminué avec le réchauffement climatique. Des observations en Europe et en Asie ont également montré un renforcement des précipitations convectives, comme les orages.

"Les chercheurs découvrent ces tendances des vents et des précipitations qui sont probablement liées au changement climatique, " dit Gertler. " Mais c'est la première fois que quelqu'un établit un lien solide avec le changement moyen de l'atmosphère, à ces événements d'échelle de temps infraquotidienne. Nous présentons donc un cadre unifié qui relie le changement climatique à ce temps changeant que nous voyons. »

Les résultats des chercheurs estiment l'impact moyen du réchauffement climatique sur l'énergie estivale de l'atmosphère au-dessus de l'hémisphère nord. Aller de l'avant, ils espèrent pouvoir résoudre ce problème plus loin, pour voir comment le changement climatique peut affecter le temps dans des régions plus spécifiques du monde.

"Nous aimerions savoir ce qu'il advient de l'énergie disponible dans l'atmosphère, et mettre les tendances sur une carte pour voir si c'est, dire, monter en Amérique du Nord, versus Asie et régions océaniques, " dit O'Gorman. "C'est quelque chose qui doit être étudié davantage."