Les Bostoniens se sont peut-être plaints d'avoir creusé près de 2 pieds de neige après qu'une tempête de neige historique a frappé le nord-est fin janvier 2022, mais cela n'aurait pas dû être une surprise. Cette partie des États-Unis a connu de nombreuses tempêtes comme celle-ci au cours des dernières décennies.

En fait, plus d'un siècle d'enregistrements météorologiques fiables montrent que bon nombre des chutes de neige les plus importantes du Nord-Est se sont produites depuis 1990, dont sept des 10 top à Boston et à New York.

Dans le même temps, les hivers du centre de l'Atlantique et du nord-est se sont réchauffés d'environ 4 degrés Fahrenheit (2,2 °C) depuis la fin des années 1800.

Comment concilier l'avalanche de grosses tempêtes de neige avec notre réchauffement climatique ? Je suis un scientifique de l'atmosphère. Regardons une loi physique importante et quelques théories qui peuvent aider à expliquer les changements.

Un air plus chaud, plus d'humidité

Premièrement, l'air plus chaud peut contenir plus d'humidité que l'air froid.

Pensez à l'atmosphère comme une éponge. L'air contient environ 4 % de vapeur d'eau en plus pour chaque degré Fahrenheit supplémentaire d'augmentation de la température (soit environ 7 % par degré Celsius). La loi physique qui explique cette relation est connue sous le nom de relation de Clausius-Clapyron.

Cette augmentation de l'humidité atmosphérique contribue à intensifier le cycle de l'eau. Le nord-est et le centre de l'Atlantique sont devenus plus humides, non seulement en hiver, mais aussi au printemps, en été et en automne. En plus de précipitations totales plus importantes sur une saison et une année, l'humidité supplémentaire alimente également des événements extrêmes, comme des ouragans plus intenses et des pluies torrentielles. Le nord-est a connu une augmentation de plus de 50 % des précipitations les plus importantes au cours des dernières décennies, la plus forte augmentation de toutes les régions des États-Unis.

Au début des années 1900, les hivers dans le nord-est étaient généralement en moyenne d'environ 22 degrés Fahrenheit. Désormais, 26 degrés est la nouvelle température « normale » officielle, définie comme la moyenne sur la période 1991-2020. Quelques hivers récents ont été supérieurs à 30.

Dans le Nord-Est, nous avons donc un environnement qui s'est réchauffé, mais qui est souvent encore en dessous de zéro. En d'autres termes, les régions du monde suffisamment froides pour la neige se sont suffisamment réchauffées pour être désormais visitées par des tempêtes capables de retenir et de laisser tomber plus d'humidité. Plutôt que d'intenses averses comme la Louisiane en a connu ces derniers temps, la région reçoit de fortes chutes de neige.

Le réchauffement de l'océan joue un rôle

Le blizzard de janvier a été alimenté par les eaux océaniques de l'ouest de l'Atlantique qui sont plus chaudes que la normale. Cela fait également partie d'un modèle cohérent.

Les océans ont absorbé plus de 90 % de la chaleur supplémentaire attribuable à l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère due aux activités humaines, en particulier la combustion de combustibles fossiles. Les océans contiennent désormais plus d'énergie thermique que jamais depuis le début des mesures il y a six décennies.

Les scientifiques étudient si le réchauffement climatique peut entraîner un ralentissement de la bande transporteuse océanique des courants qui transportent l'eau autour du globe. L'imagerie satellitaire et les mesures océaniques montrent que des eaux plus chaudes se sont "empilées" le long de la côte Est, une indication possible d'un ralentissement de la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique.

L'humidité évaporée de l'eau de mer fournit une grande partie de l'énergie des cyclones tropicaux et extratropicaux des latitudes moyennes, communément appelés nor'easters.

L'Arctique influence également la configuration de la neige

Alors que les systèmes de tempêtes tropicales sont alimentés principalement par de l'eau chaude, les nor'easters tirent leur énergie des forts gradients de température où les masses d'air froid et chaud se rencontrent. La fréquence des épidémies d'air froid est un autre aspect du changement climatique qui pourrait contribuer à l'augmentation récente des épisodes de chutes de neige extrêmes.

Des recherches récentes ont suggéré qu'un réchauffement de l'Arctique, y compris une diminution de la banquise arctique et de la couverture de neige, influence le comportement du vortex polaire, une bande de vents forts d'ouest qui se forme dans la stratosphère entre environ 10 et 30 milles au-dessus de l'Arctique chaque hiver. Les vents enferment une grande piscine d'air extrêmement froid.

Lorsque l'Arctique est relativement chaud, le vortex polaire a tendance à être plus faible et s'allonge ou « s'étire » plus facilement, permettant à l'air extrêmement froid de plonger vers le sud. Les épisodes d'étirement des vortex polaires ont considérablement augmenté au cours des dernières décennies, entraînant parfois des conditions hivernales plus rigoureuses à certains endroits.

L'amplification de l'Arctique, le réchauffement accru de notre nord, peut, paradoxalement, aider à transporter de l'air froid vers la côte est pendant les perturbations des vortex polaires, où l'air froid peut interagir avec l'air plus chaud et chargé d'humidité de l'ouest plus chaud que la normale. Océan Atlantique. Le plus récent événement de vortex polaire étiré a permis de rassembler les ingrédients clés du blizzard historique.

Qu'est-ce qui nous attend ?

Les modèles climatiques mondiaux prévoient une augmentation des événements de chutes de neige les plus extrêmes dans de vastes zones de l'hémisphère nord avec un réchauffement futur. Dans certaines autres parties du monde, comme l'Europe occidentale, l'intensification du cycle hydrologique se traduira par plus de pluie hivernale que de neige à mesure que les températures augmentent.

Pour la côte est de l'Amérique du Nord, ainsi que pour l'Asie du Nord, les températures hivernales devraient être encore suffisamment froides pour que les tempêtes apportent de fortes chutes de neige, du moins jusqu'au milieu du siècle. Les modèles climatiques suggèrent que les chutes de neige extrêmes deviendront plus rares, mais pas nécessairement moins intenses, dans la seconde moitié du siècle, à mesure que davantage de tempêtes produisent de la pluie.

La forte augmentation des tempêtes hivernales du nord-est à fort impact est une manifestation attendue d'un réchauffement climatique. C'est un autre risque auquel les États-Unis devront se préparer à mesure que les événements extrêmes deviennent plus fréquents avec le changement climatique.