Les scientifiques ont identifié des méandres systématiques dans le courant-jet du nord qui fait le tour du globe qui ont provoqué des vagues de chaleur simultanées nuisibles aux cultures dans des régions de grenier à blé largement séparées - une menace auparavant non quantifiée pour la production alimentaire mondiale qui, ils disent, pourrait s'aggraver avec le réchauffement climatique. La recherche montre que certains types d'ondes dans la circulation atmosphérique peuvent s'amplifier puis se bloquer pendant de longues périodes, déclenchant les vagues de chaleur simultanées. Parties touchées de l'Amérique du Nord, L'Europe et l'Asie produisent ensemble un quart de l'approvisionnement alimentaire mondial. L'étude paraît cette semaine dans la revue Nature Changement Climatique .

« Nous avons constaté une augmentation de 20 fois du risque de vagues de chaleur simultanées dans les principales régions productrices de cultures lorsque ces modèles de vent à l'échelle mondiale sont en place, " a déclaré l'auteur principal Kai Kornhuber, chercheur postdoctoral à l'Earth Institute de l'Université Columbia. "Jusqu'à maintenant, il s'agissait d'une vulnérabilité sous-explorée dans le système alimentaire. Au cours de ces événements, il existe en fait une structure globale dans la circulation par ailleurs assez chaotique. La cloche peut sonner dans plusieurs régions à la fois."

Kornhuber a averti que les vagues de chaleur vont presque certainement s'aggraver dans les décennies à venir, alors que le monde continue de se réchauffer. Les méandres qui les provoquent pourraient aussi potentiellement devenir plus prononcés, bien que ce soit moins certain. Parce que les produits alimentaires sont de plus en plus échangés à l'échelle mondiale, l'un ou l'autre effet pourrait entraîner des pénuries alimentaires même dans des régions éloignées de celles directement touchées par les vagues de chaleur.

Le courant-jet est une rivière d'air au mouvement rapide qui fait continuellement le tour de l'hémisphère nord d'ouest en est. Il se cantonne généralement à une bande relativement étroite, mais peut serpenter au nord ou au sud, en raison d'une caractéristique que les scientifiques appellent les ondes de Rossby. Entre autres effets, ces oscillations atmosphériques peuvent tirer des masses d'air glaciales des régions polaires, ou chaudes des régions subtropicales, dans les latitudes moyennes peuplées. Les oscillations influencent fortement la météo quotidienne. Lorsqu'ils deviennent particulièrement gros, ils peuvent apporter des vagues de chaleur prolongées, sécheresses ou inondations en été; ou pendant les saisons plus froides, vagues de froid anormales.

Parce que la circulation atmosphérique de la terre est si vaste et compliquée, ce n'est qu'au cours des dernières années que les scientifiques ont pu identifier des modèles globaux dans les ondes de Rossby. La nouvelle étude s'appuie sur les découvertes précédentes de tels modèles, et les relie à des pertes mesurables de la production agricole.

En passant au peigne fin de grandes quantités de données climatiques de 1979 à 2018, Kornhuber et ses collègues se sont concentrés sur deux ondes de Rossby avec des longueurs d'onde spécifiques, appelés vague-5 et vague-7; C'est, des oscillations nord-sud dans le courant-jet qui produisent 5 ou 7 pics et les creux correspondants autour de la circonférence de la planète. Ils ont découvert que tandis que les vagues de longueurs inférieures ou supérieures semblent osciller au hasard, Les modèles wave-5 et wave-7 peuvent se verrouiller dans une grille de symétrique, souvent des méandres beaucoup plus larges centrés sur des régions prévisibles. Les modèles de vague 5 ont tendance à planer sur le centre de l'Amérique du Nord, Europe orientale et Asie orientale; les modèles de vague-7 sur le centre-ouest de l'Amérique du Nord, Europe occidentale et Asie occidentale. Dans les deux cas, les résultats sont les mêmes :l'air chaud monte du sud dans les sommets, produisant des pics de température anormaux qui peuvent durer des semaines. Cela réduit à son tour les précipitations, assèche les sols et la végétation, et tue les récoltes dans chaque région.

"Normalement, les faibles récoltes dans une région devraient être compensées par de bonnes récoltes ailleurs, " a déclaré le coauteur de l'étude Dim Coumou de l'Institut d'études environnementales de l'Université VU d'Amsterdam, qui étudie les ondes de Rossby depuis des années. « Ces vagues peuvent entraîner une baisse des récoltes dans plusieurs greniers importants simultanément, créant des risques pour la production alimentaire mondiale.

Les scientifiques ont montré que les années où ces ondes amplifiées se produisaient pendant au moins deux semaines d'été, la production céréalière a baissé de 4 pour cent en moyenne dans toutes les régions touchées, et jusqu'à 11 pour cent dans une seule région touchée. Des pics de prix alimentaires ont souvent suivi. Les vagues ont frappé en 1983, 2003, 2006, 2012 et 2018, lorsque de nombreux records de température sont tombés aux États-Unis, Canada, Scandinavie et Sibérie. En plus de tuer les récoltes, les vagues ont tué des milliers de personnes, surtout en Europe et en Russie, où la climatisation est beaucoup moins répandue qu'en Amérique du Nord.

Alors que l'étude se concentre principalement sur les vagues de chaleur dans les pics nord des vagues de Rossby, cela suggère également que des extrêmes opposés peuvent se produire dans les creux du sud. Une étude précurseur réalisée par Kornhuber et d'autres plus tôt cette année a noté que pendant les vagues de chaleur nordiques de 2018, les régions plus au sud, y compris les Balkans et le Japon, ont connu des pluies extraordinaires et des destructions dues aux inondations et aux glissements de terrain. Lors d'une épidémie de chaleur nordique en 2010 en Russie, les inondations simultanées sur le fleuve Indus au Pakistan ont déplacé des millions de personnes et détruit les récoltes.

De nombreux scientifiques pensent que les vagues de Rossby vont croître et se caler plus souvent à mesure que la planète se réchauffe. Kornhuber a déclaré que ce scénario est tout à fait plausible - presque tous les événements mondiaux se sont produits depuis 2000 - mais cela dit qu'il n'y a pas encore assez de données pour former un consensus à ce sujet. Indépendamment, il a dit, "même si la fréquence ou la taille des ondes [Rossby] ne change pas, les extrêmes de chaleur liés aux motifs deviendront plus sévères, parce que l'atmosphère dans son ensemble se réchauffe."

Co-auteur de l'étude Radley Horton, un climatologue à l'observatoire terrestre de Lamont-Doherty de Columbia, une partie de l'Institut de la Terre, mentionné, « Si les modèles climatiques sont incapables de reproduire ces modèles de vagues, les gestionnaires de risques tels que les réassureurs et les experts en sécurité alimentaire peuvent être confrontés à un angle mort lorsqu'ils évaluent comment les vagues de chaleur simultanées et leurs impacts pourraient changer dans un climat en réchauffement. »

Théodore Berger, un professeur de climatologie à l'Université de Reading au Royaume-Uni qui n'a pas participé à l'étude, mentionné, "Nous avons de solides preuves d'observation de ce modèle de vague. Ce qui est ouvert à la discussion est de savoir comment il pourrait réagir au changement climatique." Il a noté que de nombreuses déclarations scientifiques consensuelles, y compris ceux du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat se sont avérés être des sous-estimations de la vitesse et de l'étendue des effets du réchauffement climatique.