Les récentes précipitations record dans le nord-est des États-Unis s'inscrivent dans une tendance plus large. Du Maine à la Virginie-Occidentale, le nord-est a connu une augmentation abrupte des précipitations extrêmes - de fortes pluies et de la neige entraînant environ 1 à 2 pouces d'eau par jour selon l'emplacement depuis 1996, qui a coïncidé avec le réchauffement des températures de surface de la mer dans l'Atlantique Nord. Les précipitations extrêmes au nord-est sont généralement causées par les cyclones tropicaux, orages le long des fronts, et des cyclones extratropicaux comme Nor'easters. Une étude récente publiée dans Conditions météorologiques et climatiques extrêmes constate que l'augmentation des précipitations extrêmes après 1996 a été causée par les gaz à effet de serre provenant de l'activité humaine et la variabilité de la température de surface de l'océan Atlantique Nord, connue sous le nom de variabilité atlantique.

"Nos travaux antérieurs ont montré que les précipitations extrêmes dans le nord-est ont considérablement augmenté au cours des 25 dernières années, mais cette étude est parmi les premières à démontrer que cette augmentation est en partie due au changement climatique anthropique, " a déclaré l'auteur principal Huanping Huang, ancien étudiant diplômé en sciences de la terre et ancien élève du groupe d'hydroclimatologie appliquée à Dartmouth. Huang est actuellement stagiaire postdoctoral à la Division des sciences du climat et des écosystèmes du Lawrence Berkeley National Laboratory.

Cette étude s'appuie sur des travaux antérieurs de Huang et de ses co-auteurs, qui a constaté que le Nord-Est a connu une augmentation de 53 % des précipitations extrêmes depuis 1996, et que le principal moteur de l'augmentation est l'augmentation des fortes précipitations causées par les cyclones tropicaux. L'équipe a lié les fortes précipitations accrues des cyclones tropicaux à une atmosphère plus chaude, ce qui augmente la quantité d'eau que l'air peut contenir, et un océan Atlantique plus chaud, ce qui crée des ouragans plus forts et plus fréquents. "Nos résultats démontrent que la variabilité multidécennale des températures de surface de la mer Atlantique, un important moteur de réchauffement dans l'Atlantique, aux côtés des gaz à effet de serre et des aérosols anthropiques, a également contribué à l'augmentation des précipitations extrêmes dans le nord-est après 1996, " a ajouté Huang.

Déterminer les facteurs causaux de l'augmentation des précipitations extrêmes dans le nord-est et du réchauffement des températures de surface de la mer Atlantique de 1929 à 2018, l'équipe de recherche a utilisé deux grands ensembles de simulations de modèles climatiques mondiaux fournis par le National Center for Atmosphere Research, ainsi que les données de précipitations des stations météorologiques américaines du Global Historical Climatology Network compilées par les National Oceanic and Atmospheric Administration's National Centers for Environmental Information.

Pour isoler les causes de l'augmentation extrême des précipitations, l'équipe a utilisé un ensemble de simulations de modèles climatiques mondiaux qui reproduisent le climat historique en incluant l'évolution de tous les forçages naturels et anthropiques. Les forçages naturels incluent le rayonnement solaire et les volcans, tandis que les forçages anthropiques incluent les gaz à effet de serre, aérosols industriels (particules provenant de la combustion de combustibles fossiles), aérosols issus de la combustion de biomasse, et l'utilisation des terres et le changement des terres. Dans l'autre série de simulations, tous les forçages ont été inclus à l'exception d'un des quatre forçages anthropiques. Grâce à cette approche « leave-one-out », les chercheurs ont pu isoler les effets des forçages externes et de la variabilité interne (variations climatiques naturelles) sur les changements observés des températures de surface de la mer de l'Atlantique Nord et des précipitations extrêmes du nord-est. Les chercheurs ont ensuite appliqué une méthode statistique appelée « empreinte digitale optimale » qui est fréquemment utilisée dans la recherche sur le changement climatique, déterminer dans quelle mesure les forçages externes ont influencé le climat régional.

Les résultats ont révélé que l'augmentation extrême des précipitations observée après 1996 était causée par les gaz à effet de serre provenant de l'activité humaine et d'un océan Atlantique Nord plus chaud. Le réchauffement de l'océan Atlantique Nord depuis les années 1990, peut être attribuée à la variabilité multidécennale, diminution des aérosols industriels, et l'augmentation des gaz à effet de serre. À mesure que la qualité de l'air s'est améliorée grâce à la Clean Air Act de 1970, les aérosols qui polluent l'atmosphère et réfléchissent la lumière du soleil, diminué. Ce refroidissement réduit à partir de moins d'aérosols, combiné au réchauffement dû à l'augmentation des gaz à effet de serre provenant de l'activité humaine, réchauffé l'Atlantique Nord.

"Notre analyse montre que la diminution des aérosols et l'augmentation des gaz à effet de serre provenant de l'activité humaine ont contribué à la fois à l'augmentation des précipitations extrêmes du nord-est et des températures de surface de la mer de l'Atlantique Nord, " a déclaré le co-auteur Jonathan Winter, professeur agrégé de géographie et chercheur principal du groupe d'hydroclimatologie appliquée à Dartmouth. « Notre équipe de recherche explore cette augmentation spectaculaire des précipitations extrêmes depuis plusieurs années maintenant, et cette étude confirme que les humains sont en fait, en partie responsable de l'augmentation des épisodes de fortes pluies que nous avons connus au cours des deux dernières décennies et demie."