Plus de 2 milliards de personnes dans le monde sont touchées par les pénuries d'eau, feux de forêt, pertes de récoltes, dépérissement des forêts ou d'autres problèmes environnementaux ou économiques causés par la sécheresse.

Une nouvelle méthode de surveillance développée à l'Université Duke permet aux scientifiques d'identifier le début de la sécheresse plus tôt, ce qui signifie que des mesures de conservation ou de remédiation pourraient être mises en place plus tôt pour aider à limiter les dommages.

"En combinant les mesures de température de surface et de l'air provenant de milliers de stations météorologiques et d'images satellites, nous pouvons surveiller les conditions actuelles dans toute une région en temps quasi réel et identifier les endroits spécifiques où le stress thermique induit par la sécheresse se produit, " a déclaré James S. Clark, Nicholas Professeur de sciences de l'environnement à la Duke's Nicholas School of the Environment.

« D'autres méthodes actuellement utilisées sont basées sur des données qui peuvent prendre un mois ou plus pour être disponibles, " a déclaré Clark. " Cela signifie que les scientifiques ou les gestionnaires peuvent ne pas savoir qu'une région est en sécheresse avant que les conditions ne commencent réellement. "

Clark et ses collègues ont créé un site Web public gratuit, appelé sécheresse oculaire, où ils publient des cartes mensuelles indiquant les emplacements à travers les États-Unis continentaux où des conditions de sécheresse peuvent se produire, sur la base des dernières données de contrainte thermique.

Le stress thermique qu'ils ont mesuré est la différence entre la température de l'air sur un site et la température de surface de la canopée de la plante. Ordinairement, ces auvents sont refroidis par l'évaporation de l'eau dans l'air à travers de petits pores, ou des stomates, dans les feuilles des plantes. Cela explique pourquoi les températures de midi dans une forêt en été sont plus fraîches que dans une ville. Pendant les périodes prolongées sans pluie, cependant, le mécanisme de refroidissement tombe en panne. L'humidité du sol disponible pour les arbres devient limitée. Pour conserver leur approvisionnement en eau, les arbres ferment leurs stomates, permettant à la surface de la canopée de se réchauffer.

"Cela nous a amenés à spéculer que le différentiel canopée-atmosphère pourrait fournir un indicateur simple mais très précis du stress hydrique induit par la sécheresse à l'échelle continentale pendant les saisons chaudes et sèches, lorsque la menace d'incendies de forêt et d'autres impacts est la plus grave et qu'une surveillance rapide est essentielle, " dit Bijan Seyednasrollah, un diplômé 2017 de l'école Nicholas, qui a dirigé les recherches dans le cadre de sa thèse de doctorat.

Pour tester l'hypothèse, il a utilisé des mesures de stress thermique sur des milliers de sites pour « prédire » rétroactivement les conditions de sécheresse à travers les États-Unis contigus au cours des 15 dernières années. Il a ensuite effectué des tests similaires en utilisant d'autres indices de sécheresse largement utilisés pour voir laquelle des méthodes, neuf ou ancien, produit des résultats qui reflètent le plus fidèlement les données historiques.

"Parmi les métriques de sécheresse que nous avons considérées, le stress thermique présentait les valeurs de corrélation les plus élevées et prédisait le plus précisément l'apparition de la sécheresse dans un large éventail de conditions atmosphériques et climatiques, " dit Seyednasrollah, qui est maintenant chercheur postdoctoral en environnement à l'Université Harvard et à l'Université du Nord de l'Arizona.

Le nouvel indice permettra aux autorités locales de déterminer les risques d'incendies de forêt ou d'identifier les zones où l'utilisation de l'eau devrait être restreinte plus rapidement, dit Clark. Il peut également révéler des zones où le dépérissement des forêts - qui affecte la santé des forêts et peut augmenter les risques d'incendie de forêt - se produit, parce que les arbres cessent de transpirer lorsqu'ils commencent à mourir. Ces dépérissements sont souvent liés à des infestations de ravageurs ou à d'autres stress environnementaux, et sont un énorme problème dans de nombreuses régions de l'Ouest.