Les météorologues du laboratoire de recherche naval des États-Unis prévoient d'examiner de plus près en 2020 un premier, pourtant difficile à modéliser, composante du cycle mondial de l'eau connue sous le nom de rivières atmosphériques.

Rivières dans le ciel, parfois connu sous le nom de Maya ou Pineapple Express, représentent la majeure partie de l'humidité horizontale transportée à l'extérieur des tropiques – le tropique du Cancer et le tropique du Capricorne – et même jusqu'à l'Arctique.

Le transport horizontal de l'humidité est l'eau se déplaçant d'est en ouest ou du nord au sud, par opposition à l'humidité se déplaçant verticalement de l'océan à l'atmosphère.

"Ces rivières étroites déplacent une quantité importante d'eau dans l'air, même s'ils occupent une superficie relativement petite, " a déclaré Carolyn Reynolds, Doctorat., chef du bureau de recherche sur les prédictions probabilistes au NRL. "Les grands fleuves atmosphériques peuvent transporter autant d'humidité que l'Amazone."

En moyenne, quelques événements fluviaux atmosphériques sont responsables de 30 à 50 pour cent des précipitations annuelles sur la côte ouest, selon la National Oceanographic and Atmospheric Administration.

L'humidité importante, vents de surface élevés, et le temps violent associé à ces caractéristiques planétaires rend la capacité de les prédire importante pour la Marine et le Corps des Marines. Par exemple, le Maya Express 2010 a contribué à Washington, "Snowmaggedon de DC, " qui a laissé tomber environ 5 pieds de neige dans la région en environ quatre jours.

"Ce qui les rend un peu déroutants à modéliser, c'est à quel point ils sont dynamiques, " a déclaré Reynolds. " Ils peuvent durer jusqu'à plusieurs jours, ils peuvent pulser, et de petits détails sur leurs bords peuvent avoir un impact important sur leur évolution."

Reynolds a déclaré que les modèles météorologiques actuels peuvent être décalés de centaines de kilomètres, même pour de courtes prévisions de quelques jours seulement.

"Il y a beaucoup de choses à leur sujet que nous devons encore comprendre, en particulier les interactions océan-air, " dit-elle. " Nous avons une connaissance de base, mais encore faut-il entrer dans les détails."

Reynolds et James Doyle, Doctorat., Le scientifique principal de la division de météorologie marine du LNR utilise des méthodes sophistiquées appelées adjoints pour discerner à quel point les prévisions de ces rivières sont très sensibles aux petits changements dans la structure des rivières.

Reynolds a déclaré que les outils adjoints ne sont pas uniques, mais sont parmi les plus complètes et les plus fidèles au monde. Les adjoints de l'équipe seront mis à l'épreuve en 2020 lorsque le LNR collaborera avec d'autres agences pour obtenir des données en direct sur les rivières atmosphériques.

Partir en croisière fluviale

Début 2020, NRL est sur la bonne voie pour participer à un projet sur le terrain dans le Pacifique oriental, dirigé par le Scripps Institute of Oceanography de l'Université de Californie, San Diego, recueillir des observations in situ des rivières atmosphériques. Les chercheurs prélèvent des observations in situ directement dans l'environnement, vice à l'aide de moyens distants tels que des satellites. Le LNR a participé à des programmes de terrain similaires en 2016, 2018 et 2019.

Au cours du projet, Le système de modélisation adjoint du NRL sera utilisé pour diriger l'avion WC-130J « Hurricane Hunter » de l'US Air Force. L'objectif est de fournir les trajectoires de vol optimales aux Hurricane Hunters pour utiliser leurs capteurs embarqués et déployer des ensembles instrumentés avec des parachutes connus sous le nom de dropsondes.

Les observations in situ sont très précieuses. Les météorologues du LNR ont développé une technique, appelé la sensibilité prévisionnelle/impact de l'observation, pour mesurer l'impact de chaque point de données sur la réduction des erreurs de prévision et pour mieux comprendre les biais dans leurs modèles météorologiques.

"Les observations directes des conditions météorologiques réelles dans ces rivières atmosphériques peuvent avoir un impact démesuré sur nos prévisions, " a déclaré Reynolds. " Dans le passé, nous avons montré que le fait d'avoir au moins deux avions collectant des observations peut réduire notre erreur de prévision sur 24 heures autant que l'ensemble du réseau nord-américain de radiosondes (ballons météo). »

Les travaux du LNR sur les rivières atmosphériques sont financés par son programme de science fondamentale, et devrait se poursuivre jusqu'en 2022.