Les systèmes météorologiques responsables du transport de l'humidité des tropiques vers les régions tempérées de l'hémisphère sud se sont progressivement déplacés vers le pôle Sud au cours des 40 dernières années, une tendance qui pourrait conduire à une augmentation des taux de fonte des glaces en Antarctique, selon de nouvelles recherches.

Les rivières atmosphériques sont longues, des jets d'air étroits qui transportent d'énormes quantités de vapeur d'eau des tropiques vers les continents terrestres et les régions polaires. La nouvelle étude révèle que les rivières atmosphériques de l'hémisphère sud se déplacent en partie à cause de l'appauvrissement de la couche d'ozone, émissions de gaz à effet de serre et variations naturelles de la température de surface de la mer.

Ce déplacement des rivières atmosphériques peut affecter l'humidité et la chaleur transportées vers l'Antarctique, dit Weiming Ma, un scientifique de l'atmosphère à l'UCLA et auteur principal de la nouvelle étude publiée dans le journal AGU Lettres de recherche géophysique , qui publie à fort impact, rapports de format court avec des implications immédiates couvrant toutes les sciences de la Terre et de l'espace.

"L'implication la plus importante de notre découverte est qu'en raison de ce changement, plus de rivières atmosphériques devraient toucher terre au-dessus de l'Antarctique, qui aura des effets sur la banquise environnante et les glaciers du continent, " dit Maman.

Une rivière de Thin Air

Les rivières atmosphériques se forment lorsqu'elles sont chaudes, l'air turbulent des tropiques rencontre des fronts froids dans les régions des latitudes moyennes. La bande étroite entre ces deux masses d'air concurrentes s'épaissit de vapeur d'eau condensée à mesure que les températures chutent dans la région de l'air saturé.

Mesurant parfois des milliers de kilomètres de long, ces systèmes nuageux peuvent contribuer jusqu'à 60% des précipitations annuelles dans certaines régions, comme la Californie, Chili et Europe occidentale.

Autrefois, les scientifiques ont utilisé des simulations pour prédire l'occurrence future de rivières atmosphériques en Europe occidentale, montrant que ces régimes météorologiques sont susceptibles de devenir plus fréquents sous un climat en réchauffement. Cependant, puisque leur direction et leur mouvement sont déterminés en grande partie par les courants-jets de la Terre, et comme le jet d'ouest devrait se déplacer vers le pôle Nord dans les futurs modèles climatiques, les chercheurs prédisent que les rivières atmosphériques se déplaceront probablement aussi vers les pôles.

Mais la nouvelle étude a révélé que les rivières atmosphériques de l'hémisphère sud suivaient déjà cette tendance, rampant régulièrement vers le pôle Sud pendant au moins les quatre dernières décennies. En utilisant des simulations basées sur plusieurs modèles et ensembles de données remontant à 1979, les chercheurs ont recherché les grandes tendances et les mécanismes potentiels qui pourraient expliquer les tendances observées.

Une perspective nuageuse

Selon les résultats de la modélisation de la nouvelle étude, au moins une partie de la tendance observée peut s'expliquer par l'augmentation des émissions de gaz à effet de serre et l'appauvrissement de la couche d'ozone au-dessus de l'Antarctique et leur effet correspondant sur les gradients de température entre l'équateur et le pôle Sud ; cependant, le changement semble également être motivé par le naturel, changements à long terme des températures de surface de la mer.

"Nous avons trouvé des preuves de refroidissement sur le Pacifique équatorial et l'océan Austral, qui est causée par un modèle appelé l'oscillation du Pacifique inter-décennale, " a déclaré Ma. "Il s'agit d'un modèle naturel qui se déroule sur plusieurs décennies et qui n'est pas motivé par l'activité humaine."

Ces modèles plus froids de la température de surface de la mer tirent le courant-jet d'ouest plus au sud, poussant avec eux les rivières atmosphériques. On ne sait pas exactement comment cela pourrait affecter les modèles de pluie et de neige en Amérique du Sud, mais il semble probable que certaines parties de l'Antarctique connaîtront une augmentation des taux de fonte des glaces en conséquence, selon les chercheurs.

"Le changement global du niveau de la mer dépend de manière critique du sort de la calotte glaciaire de l'Antarctique, et que la glace est affectée par le nombre de rivières atmosphériques qui frappent l'Antarctique et leur force, " dit Marty Ralph, le directeur du Center for Western Weather and Water Extremes à la Scripps Institution of Oceanography, qui n'était pas impliqué dans la nouvelle étude.

Alors que les rivières atmosphériques au-dessus de l'Antarctique oriental ont été associées à une accumulation accrue de chutes de neige certaines années, ils semblent avoir l'effet inverse de l'autre côté du continent. Selon une recherche publiée en 2019 qui a utilisé un ensemble de données similaire, une moyenne de seulement 12 rivières atmosphériques par an traversent la partie ouest de l'Antarctique, pourtant, ils contribuent jusqu'à 40 % à la fonte des glaces estivale dans certaines régions et semblent être responsables de la majorité de la fonte des glaces en hiver et dans les glaciers de haute altitude.

Les grandes fontes des glaces en Antarctique occidental sont encore assez rares, ne se produisent que quelques fois par décennie. Cependant, Les scientifiques avertissent que l'augmentation des températures due au réchauffement climatique mondial et à l'occurrence changeante des rivières atmosphériques dans l'hémisphère sud entraînera probablement une augmentation de la fréquence et de la gravité de ces événements de fonte dans un proche avenir.