Malgré les effets dévastateurs de la sécheresse sur les systèmes humains et naturels, les raisons de l'assèchement régional à long terme restent mal comprises.

Les recherches menées par les scientifiques du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont identifié deux signatures ou « empreintes digitales » qui expliquent pourquoi les conditions arides se propagent dans le monde entier, et pourquoi l'ouest des États-Unis a tendu vers des conditions de sécheresse depuis les années 1980 tandis que le Sahel africain s'est remis de sa sécheresse prolongée. La recherche apparaît dans l'édition du 6 juillet de Nature Changement Climatique .

L'équipe de scientifiques américains et canadiens a découvert que depuis 1950, les gaz à effet de serre d'origine humaine et la pollution atmosphérique particulaire ont influencé les changements mondiaux de température, précipitations et aridité de deux manières distinctes, chacun produisant un motif d'empreintes digitales différent.

L'objectif fondamental des empreintes digitales est de séparer les rôles relatifs des influences naturelles et humaines sur le climat mondial. Bien qu'il ait aidé à identifier une influence humaine perceptible dans les enregistrements d'observation de la température, vapeur d'eau, précipitations et manteau neigeux, cette approche basée sur les empreintes digitales n'a pas été très souvent utilisée dans la recherche sur l'aridité.

À l'aide d'une nouvelle analyse d'empreintes digitales axée sur les fluctuations conjointes de la température, précipitations et aridité dans les simulations et observations des modèles climatiques, l'équipe a identifié deux mécanismes à grande échelle qui ont entraîné le changement global de l'aridité.

« Le climat que nous vivons est influencé par de nombreux facteurs, " a déclaré la climatologue du LLNL, Céline Bonfils, auteur principal de l'article. "Dans la nature, l'ambiance est très bruyante mais elle répond aussi à des facteurs extérieurs qui agissent à des rythmes et des lieux différents, un peu comme la contribution de différents instruments de musique à une chanson, chacun avec ses propres signatures tonales, rythmes et placements dans la chanson."

Ces facteurs externes incluent la fluctuation bien connue de 11 ans de l'énergie du soleil; le tambourinage épisodique des éruptions volcaniques qui protègent la Terre du soleil pendant un à trois ans; le chœur d'accompagnement des aérosols particulaires émis depuis l'Europe, Amérique du Nord, la Chine et l'Inde qui ombragent la Terre et modifient ses propriétés nuageuses; et le crescendo retentissant de l'accumulation progressive des gaz à effet de serre. Parce que chacun de ces facteurs externes a un timbre caractéristique, comme celui de chacun des instruments de musique, cette équipe de scientifiques a pu détecter leurs résonances individuelles distinctes dans les observations climatiques.

Dans cette étude, l'équipe a découvert deux changements forcés majeurs dans le système climatique qui émergent du "bruit de fond" produit par des processus climatiques internes aléatoires. "C'est un peu comme capturer deux chansons différentes jouées simultanément sur un fond bruyant, " dit Bonfils.

Une chanson est plus forte et plus claire :L'empreinte digitale dominante est caractérisée par le réchauffement climatique, intensification des précipitations humides-sèches, et l'aridité continentale progressive à grande échelle, le tout largement dû à une augmentation lente des émissions de gaz à effet de serre.

La deuxième empreinte digitale, plus subtile, capture un contraste de température entre les hémisphères nord et sud, contrôlée par l'influence rafraîchissante de la pollution particulaire émise par l'Europe et l'Amérique du Nord jusqu'aux années 1980. Ce contraste de température a déplacé la ceinture de pluie tropicale vers le sud, loin de l'hémisphère nord plus frais, provoquant plus de précipitations sur l'ouest des États-Unis et moins sur le Sahel et l'Inde. Après la mise en place de réglementations sur la pollution suite à la Clean Air Act, la ceinture des pluies tropicales s'est déplacée vers le nord, apportant moins de précipitations à l'ouest des États-Unis et plus au Sahel.

"Les principaux instruments contribuant à ce mashup entrelacé sont l'augmentation constante des gaz à effet de serre, l'évolution temporelle de la pollution particulaire et la survenue épisodique d'éruptions volcaniques, qui ont tous contribué de manière singulière, " dit Bonfils.

« Comprendre comment l'aridité généralisée induite par les gaz à effet de serre sera modulée au niveau régional par les futures émissions d'aérosols sulfatés est une exigence essentielle pour faire des prévisions fiables des changements hydroclimatiques du 21e siècle, " a déclaré John Fyfe, un co-auteur du Centre canadien de modélisation et d'analyse climatiques. "Ces prévisions aideront à éclairer les décisions critiques sur l'eau, la sécurité alimentaire et énergétique, non seulement pour les États-Unis et le Canada, mais aussi pour d'autres régions du monde."