De février à mai 2022, de nombreux endroits du Queensland, de la Nouvelle-Galles du Sud et de l'Australie-Occidentale ont enregistré des précipitations quotidiennes et mensuelles record. Des périodes répétées de pluies persistantes et intenses ont provoqué des inondations dévastatrices et généralisées.

Dans le Queensland et la Nouvelle-Galles du Sud seulement, les inondations et les tempêtes ont causé des pertes assurées estimées à 3,35 milliards de dollars australiens, ce qui en fait les inondations les plus coûteuses de l'histoire de l'Australie et la cinquième catastrophe naturelle la plus coûteuse. Plus de 20 personnes ont perdu la vie.

Des événements similaires se sont produits dans l'hémisphère sud. Le Brésil a été frappé par de fortes pluies, des inondations soudaines et des glissements de terrain en février et mars, tuant plus de 200 personnes. En avril et en mai, c'était au tour de l'Afrique du Sud, alors que des pluies torrentielles détruisaient des maisons et des infrastructures, faisant quelque 400 morts et 1,5 milliard de dollars de dégâts matériels.

Derrière la plupart de ces épisodes de pluie intense se cache une combinaison particulière de conditions météorologiques :une " dépression de coupure " sur la côte, bloquée en place par une " haute de blocage " au large. Cette configuration elle-même n'est pas rare, mais les événements répétés de cette année et leur fort impact ont été inhabituels.

Qu'est-ce qui a causé les précipitations extrêmes de cette année ?

En dehors des tropiques, le temps est principalement déterminé par ce qu'on appelle les « ondes de Rossby » ou « ondes planétaires ». Ce sont des ondulations dans le courant-jet, qui est une bande de vents forts de la haute atmosphère qui fait le tour du globe.

Lorsque les vents sont déplacés vers le nord ou le sud par des montagnes ou des systèmes météorologiques, ils peuvent pousser une partie du courant-jet hors de sa position normale. Cette ondulation du jet stream est une onde de Rossby.

Les ondes de Rossby se déplacent ensuite généralement vers l'est, guidées par le courant-jet. Dans de bonnes conditions, les vagues peuvent s'amplifier et se briser, tout comme les vagues de l'océan sur le rivage.

Lorsque cela se produit, la vague déferlante peut former une région d'air à haute pression au niveau du sol, qui peut rester au même endroit pendant un certain temps. Cette région à haute pression peut à son tour provoquer le décrochage d'autres systèmes météorologiques (tels que les systèmes à basse pression portant de la pluie) au-dessus d'un endroit.

Les systèmes météorologiques bloqués qui restent en place pendant une longue période peuvent entraîner des averses prolongées, mais aussi de longues vagues de chaleur.

Lors de l'inondation sur la côte est de l'Australie, une onde de Rossby amplifiée a formé un système à haute pression au-dessus de la mer de Tasman, ainsi qu'une région à basse pression dans la haute atmosphère connue sous le nom de « dépression de coupure ».

Cette configuration a fourni les deux ingrédients nécessaires à la pluie :un apport d'humidité, sous la forme de vents d'est autour de l'anticyclone transportant l'air humide de l'océan vers la terre; et un mécanisme pour soulever cette humidité, fourni par la présence du seuil bas. Alors que la dépression se déplaçait entre le sud du Queensland et le nord de la Nouvelle-Galles du Sud, la pluie faisait de même.

La même empreinte digitale a également été vue lors des inondations en Afrique du Sud et au Brésil. Pour les événements d'inondation dans le sud-ouest de l'Australie-Occidentale, le débit terrestre humide a été stimulé par une dépression entre la côte et l'anticyclone à l'ouest sur l'océan Indien.

Que signifie le changement climatique pour ces événements ?

L'un des défis les plus difficiles pour les scientifiques de l'atmosphère est de comprendre comment le réchauffement climatique modifiera le temps à l'échelle régionale.

Les prévisions météorologiques sont un outil crucial pour atténuer les effets des conditions météorologiques extrêmes, fournissant des prévisions de tels événements jusqu'à une semaine à l'avance. Des prévisions précises sont essentielles pour se permettre un temps critique pour la mobilisation de la réponse, comme les avertissements, les évacuations et le déploiement des services d'urgence.

À l'heure actuelle, l'oscillation El Niño-Sud, une mesure des températures de surface de la mer dans l'océan Pacifique, est en phase La Niña pour la deuxième année consécutive. La Niña est associée à des conditions plus pluvieuses que la normale sur le nord-est de l'Australie, le sud-est de l'Afrique et le nord du Brésil.

De plus, le réchauffement climatique entraînera probablement des précipitations plus intenses, car un air plus chaud peut contenir plus d'humidité. Cependant, nous avons encore beaucoup à apprendre sur l'endroit où cette pluie est susceptible de tomber, et sur sa fréquence et son intensité.

Pour comprendre comment les phénomènes météorologiques extrêmes comme les déluges de l'hémisphère sud de cette année vont changer à mesure que le climat se réchauffe, nous devons comprendre les processus physiques sous-jacents responsables de leur développement.

À l'heure actuelle, différents modèles climatiques montrent des choses différentes sur ce que signifie le changement climatique pour les vagues de Rossby et le déferlement des vagues. Les modèles n'ont pas encore une résolution suffisamment élevée pour inclure explicitement certains des processus physiques détaillés liés aux précipitations, aux courants-jets et aux ondes de Rossby.

Alors que les modèles conviennent que le changement climatique modifiera la position et la vitesse des vents du jet stream, ils ne sont pas d'accord sur ce qui arrivera aux ondes de Rossby. Il est donc impératif d'investir dans la recherche nécessaire pour répondre à ces questions.