Les scientifiques qui étudient le réchauffement climatique sont capables de projeter en toute confiance les futurs modèles spatiaux de réchauffement. Cependant, les changements et les modèles spatiaux des précipitations sont difficiles à prévoir. Mais maintenant, une étude menée par des chercheurs de la School of Marine and Atmospheric Sciences (SoMAS) de l'Université Stony Brook fournit une nouvelle méthode mathématique pour comprendre les causes physiques des futurs changements de précipitations régionales, qui a un impact sur l'environnement, climat et de nombreux types d'activités humaines dans le monde. La méthode est décrite dans un article à paraître dans Communications Terre &Environnement.

Auteur principal Wengui Liang, un doctorant SoMAS, et son doctorat conseiller Minghua Zhang, Doctorat., Professeur émérite, concentré sur la zone géographique de l'Asie de l'Est, où les processus atmosphériques liés à la pluie peuvent être clairement illustrés.

En utilisant des simulations de grands ensembles du Community Earth System Model et du Coupled Model Intercomparison Project, Liang et Zhang ont détaillé une mise à l'échelle robuste des précipitations avec les températures en Asie de l'Est. Ils ont construit leur théorie sur la déviation des changements de précipitations dans la région par rapport à ce qu'on appelle l'échelle de Clausius-Clapeyron de la thermodynamique locale. Cette théorie relie les caractéristiques robustes du changement climatique de l'affaiblissement du jet d'ouest, l'accentuation du gradient d'humidité ainsi que la séparation des amplitudes dynamiques et hydrologiques des tourbillons atmosphériques (ou tourbillon d'air atmosphérique) avec l'échelle des précipitations.

Ils ont constaté que l'affaiblissement des vents d'ouest en raison du gradient de température décroissant entre le pôle et l'équateur, et l'augmentation du gradient de vapeur d'eau entre la terre et l'océan en raison de la mise à l'échelle de Clausius-Clapeyron, ainsi que les changements d'amplitude des vagues de la teneur en vapeur d'eau dans les tourbillons atmosphériques, provoquer la déviation de l'échelle régionale des précipitations. Ces processus agissent ensemble pour diminuer le taux d'échelle thermodynamique en été mais maintiennent ce taux en hiver - une projection qui implique une augmentation des précipitations moins importante en été mais des augmentations plus importantes des précipitations en hiver en Asie de l'Est.

"Cette découverte nous aide à comprendre pourquoi les prévisions des précipitations régionales à l'avenir sont différentes selon les différents modèles, et sont plus fiables dans certaines régions que dans d'autres, ", dit Zhang. "Ces résultats peuvent être utilisés par les scientifiques pour réduire les incertitudes des modèles et par les responsables pour planifier l'utilisation des ressources en eau et la gestion des infrastructures."

Les chercheurs pensent que leur méthode peut être utilisée dans d'autres régions du monde pour étudier les modèles spatiaux et saisonniers des futurs changements de précipitations.