Bien qu'elle soit située dans l'une des régions les plus sèches du monde - le désert d'Atacama au nord du Chili - la rivière Copiapó, généralement asséchée, a été inondée à plusieurs reprises au cours des XIXe et XXe siècles. Les dépôts sédimentaires des crues de 2017 sont montrés ici. Les inondations d'Atacama en 2015, analysé dans cet article, étaient parmi les pires jamais enregistrées dans la région, tuant 178 personnes. Crédit :Manu Abad via Imaggeo
Chaque année dans le monde, les événements de précipitations extrêmes provoquent des inondations catastrophiques qui entraînent des pertes tragiques de vies humaines et des dommages coûteux aux infrastructures et aux biens. Cependant, une variété de systèmes météorologiques différents peuvent provoquer ces événements extrêmes, une compréhension détaillée des processus atmosphériques qui conduisent à leur formation est donc cruciale.
Maintenant, pour la première fois, une analyse globale révèle que deux processus atmosphériques entrelacés entraînent la formation de nombreux événements de précipitations extrêmes à grande échelle dans le monde, en particulier dans les régions subtropicales sèches où ils peuvent infliger des inondations catastrophiques, comme cela s'est produit en mars 2015 dans le désert d'Atacama.
Les recherches antérieures sur les événements de précipitations extrêmes se sont principalement concentrées sur les régions humides, où les cyclones sont généralement responsables de ces événements, tandis que les régions subtropicales sèches ont été moins étudiées. Cependant, ce sont précisément ces régions subtropicales sèches, y compris les déserts, "là où ces événements mystérieux sont le moins attendus, mais peut avoir des effets dévastateurs, " dit Andries-Jan de Vries, un scientifique de l'atmosphère à l'ETH Zürich et à l'Institut Max Planck de chimie à Mayence, Allemagne, qui est l'auteur de la nouvelle étude.
Les résultats, publié dans la revue de l'Union européenne des géosciences (EGU) Météo et dynamique climatique , améliorer notre compréhension des processus atmosphériques et des systèmes météorologiques qui conduisent à des événements de précipitations extrêmes. Cette, à son tour, pourrait aider à améliorer les prévisions, menant peut-être au développement de systèmes d'alerte précoce qui pourraient sauver des vies.
Les résultats pourraient également améliorer notre compréhension de la façon dont ces événements extrêmes réagiront au changement climatique. L'intensité et la fréquence de ces fortes pluies ont augmenté au cours des dernières décennies, et la tendance devrait se poursuivre sous le réchauffement climatique.
Une animation montrant le déferlement de la vague de Rossby et le transport intense de l'humidité qui ont entraîné de graves inondations dans l'Atacama en 2015. Crédit :Andries-Jan de Vries
Vagues déferlantes et transports d'humidité
Cette étude met en évidence le rôle de deux processus atmosphériques dans la formation d'événements de précipitations extrêmes :le déferlement des vagues de Rossby et le transport intense de l'humidité.
les vagues de Rossby, aussi appelées ondes planétaires car elles surviennent en raison de la rotation de la Terre, sont des vagues se produisant dans l'océan et l'atmosphère qui ont été découvertes pour la première fois dans les années 1930 par Carl Rossby. Dans l'atmosphère, Les vagues de Rossby déterminent dans une large mesure le temps dans les régions de latitude moyenne. En raison de processus non linéaires, Les vagues de Rossby peuvent s'amplifier et éventuellement se briser (comme les vagues de l'océan se déplaçant vers le rivage).
Le transport intense de l'humidité fait référence à de grandes masses de vapeur d'eau se déplaçant horizontalement dans l'atmosphère. Le processus a été lié à des précipitations et des inondations extrêmes, souvent le long des côtes occidentales des continents. Lorsque le transport d'humidité apparaît dans une structure de forme allongée atteignant des longueurs de plusieurs milliers de kilomètres, elle est mieux connue sous le nom de « rivière atmosphérique ».
Une voiture déposée par les eaux de crue dans le ruisseau Lefthand, au nord de Boulder, Colorado en septembre 2013. Crédit :Terri Cook via Imaggeo
"Quand les vagues de Rossby s'amplifient et se brisent, des masses d'air froid s'infiltrent des hautes latitudes vers les basses latitudes, et vice versa, " De Vries dit. "Ce processus atmosphérique peut entraîner un transport intense d'humidité, déstabiliser la troposphère, et forcer les masses d'air à monter, qui, ensemble, favorisent la formation de précipitations extrêmes.
L'une des principales conclusions de l'étude est que la gravité des précipitations extrêmes est fortement influencée par les caractéristiques des deux processus atmosphériques. "Plus le déferlement de la vague est fort et plus le transport d'humidité est intense, plus les volumes de précipitations sont importants, " dit De Vries.
Précipitations extrêmes et inondations catastrophiques
De Vries a analysé les événements de précipitations extrêmes quotidiens survenus dans le monde entre 1979 et 2018. L'analyse s'est concentrée sur des événements à plus grande échelle et n'a pas pris en compte les fortes précipitations très locales de courte durée, qui sont généralement causés par des orages isolés.
Colorado, Animation EPE USA du 8 au 15 sept 2013. Crédit :Andries-Jan de Vries
Il a découvert que le déferlement des vagues de Rossby peut expliquer plus de 90 pour cent des événements de précipitations extrêmes sur le centre de l'Amérique du Nord et de la Méditerranée. Sur les zones côtières, cependant, plus de 95 pour cent des événements de précipitations extrêmes ont été provoqués par un transport intense d'humidité, ce qui est cohérent avec les conclusions d'études précédentes sur les rivières atmosphériques.
L'une des découvertes les plus intéressantes a été la découverte d'emplacements où les deux processus combinés entraînent les événements extrêmes. " Surtout, l'occurrence combinée de ces deux processus atmosphériques peut expliquer jusqu'à 70 pour cent des événements de précipitations extrêmes dans les régions où on s'y attendrait le moins :les régions subtropicales sèches, " De Vries dit. " Les vagues déferlantes qui atteignent des latitudes moyennes inhabituellement loin vers l'équateur peuvent attirer l'humidité des tropiques humides dans les régions subtropicales sèches, qui alimente les fortes pluies.
L'étude a en outre démontré que les processus combinés ont joué un rôle clé dans 12 événements historiques de précipitations extrêmes qui ont entraîné des inondations catastrophiques, des milliers de morts et de blessés, des milliards de dollars de dégâts, et des impacts socio-économiques durables bien au-delà de l'inondation. Ces crues comprenaient le Natal, Afrique du Sud, inondations de septembre 1987; les crues alpines d'octobre 2000; l'Uttarakhand, Inde, inondations en juin 2013; les inondations du Colorado de septembre 2013; et les inondations du désert d'Atacama en mars 2015.
