Une étude basée sur de nouvelles simulations de supercalculateurs à haute résolution, publié dans le numéro de cette semaine du journal Avancées scientifiques , révèle que le réchauffement climatique intensifiera les cyclones tropicaux touchant terre de catégorie 3 ou plus dans les océans Indien et Pacifique, tout en supprimant la formation d'événements plus faibles.

Cyclones tropicaux (y compris typhons et ouragans), sont les catastrophes météorologiques les plus mortelles et les plus coûteuses sur Terre. Des millions de personnes sont affectées chaque année par le pouvoir destructeur de ces systèmes météorologiques extrêmes, mais comment les propriétés des cyclones tropicaux - en particulier dans les zones côtières - vont changer en réponse au réchauffement climatique est longtemps restée un mystère. Pour répondre à cette question, Depuis plus de deux décennies, les scientifiques utilisent les plus grands superordinateurs du monde pour exécuter des simulations de modèles climatiques qui montrent des aspects importants de ces tempêtes destructrices. Cependant, jusqu'à récemment, la puissance de calcul était insuffisante pour capturer à la fois les détails atmosphériques et résoudre l'interaction complète avec l'océan à l'échelle mondiale.

Une équipe de chercheurs du Centre IBS pour la physique du climat (ICCP) de la Corée du Sud à l'Université nationale de Pusan ​​a récemment réalisé l'une des simulations du réchauffement climatique les plus intensives en calcul et les plus détaillées à ce jour. Le modèle climatique mondial enregistre des processus atmosphériques et océaniques à petite échelle avec une échelle horizontale de 25 km et 10 km, respectivement. Cette résolution sans précédent est suffisante pour simuler les cyclones tropicaux et les sillages froids océaniques (Fig. 1), qui sont générés lorsqu'un fort cyclone tropical se déplaçant lentement amène de l'eau froide et profonde jusqu'à la surface de l'océan, influençant davantage la trajectoire et l'intensité des cyclones tropicaux.

Pour déterminer la sensibilité des cyclones tropicaux au réchauffement climatique, l'équipe de recherche a effectué des simulations de modèle informatique pour la composition actuelle des gaz à effet de serre atmosphériques et a doublé et quadruplé le CO 2 concentration. Les simulations ont duré 13 mois sur l'un des superordinateurs universitaires les plus rapides de Corée du Sud, nommé Aleph (Fig. 1), générant l'équivalent d'environ deux mille disques durs de 1 To de données.

Ce modèle informatique climatique est également unique à d'autres égards. Par exemple, il présente des erreurs de température océanique beaucoup plus faibles que la génération précédente de modèles climatiques. "Cette amélioration était importante pour une simulation réaliste des typhons dans l'océan Indien et Pacifique, " dit le Dr Jung-Eun Chu, auteur principal de l'étude et chef de projet à l'ICCP.

Sur les océans tropicaux chauds, l'air monte, s'écoulant vers les pôles à haute altitude et s'enfonçant dans les régions subtropicales. Le flux de retour de surface de cette circulation dite de Hadley alimente le système mondial des alizés. Selon la nouvelle étude, la circulation estivale de Hadley devrait s'affaiblir à l'avenir en raison du réchauffement atmosphérique accéléré à une altitude de 5 à 15 km, par rapport au sol. "Une future réduction du mouvement ascendant dans l'atmosphère tropicale rendra plus difficile le développement des cyclones tropicaux, ce qui explique la future suppression prévue des graines de cyclones tropicaux et des nombres globaux dans le Pacifique et l'océan Indien (Fig. 2), " explique le Dr Sun-Seon Lee de l'ICCP, qui a mené les simulations sur Aleph. « Il est intéressant de noter que le modèle simulé des futurs changements des cyclones tropicaux est assez similaire aux tendances observées récemment, qui soutient l'idée que le réchauffement climatique modifie déjà les conditions météorologiques extrêmes mondiales », ajoute le Dr Lee.

Cependant, l'histoire de la façon dont le réchauffement climatique va modifier les cyclones tropicaux est plus complexe. Bien que pour un CO 2 le doublement du nombre total de cyclones tropicaux devrait diminuer à l'avenir, les événements en développement auront beaucoup plus de chances de s'intensifier au-delà de la catégorie 3 en raison des niveaux d'humidité et d'énergie plus élevés dans l'atmosphère. "Ce résultat confirme des études antérieures qui utilisaient des modèles climatiques mondiaux moins détaillés. En représentant les processus côtiers plus précisément que jamais dans un modèle mondial, nous avons maintenant une confiance beaucoup plus élevée dans ces projections de modèles robustes, en particulier pour les cyclones tropicaux ayant touché terre, " dit le professeur Axel Timmermann, co-auteur de l'étude et directeur de l'ICCP.

Pour des concentrations de gaz à effet de serre encore plus élevées (CO 2 quadrupler), l'équipe de recherche a découvert une importante, inconnu auparavant, effet de saturation :au-delà de ~5 degrés de réchauffement climatique, la suppression des germes de cyclone tropical est si forte que le nombre d'événements violents touchant les terres (catégorie 3 ou supérieure) commencera à se stabiliser. "Néanmoins, les précipitations associées à chaque événement continueront d'augmenter, amplification du risque d'inondations côtières extrêmes. Notre étude fournit des informations cruciales pour les politiques des pays touchés par l'impact des cyclones tropicaux, " dit le Dr Chu.

L'équipe de recherche de l'ICCP continuera d'analyser la grande quantité de données générées par ces simulations informatiques afin de mieux comprendre l'interaction entre le contenu thermique des océans et les cyclones tropicaux dans les conditions actuelles et futures.