Comprendre la configuration des nuages ​​dans notre climat changeant est essentiel pour faire des prévisions précises sur leur impact sur la société et la nature. Des scientifiques de l'Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA) et de l'Institut Max-Planck de météorologie ont publié une étude dans la revue Science Advances. qui utilise un modèle climatique mondial à haute résolution pour comprendre l'impact du regroupement de nuages ​​et de tempêtes sur les précipitations extrêmes sous les tropiques. Ils montrent qu'avec la hausse des températures, la gravité des précipitations extrêmes augmente.

Les précipitations extrêmes constituent l’une des catastrophes naturelles les plus dévastatrices, coûtant des vies humaines et causant des milliards de dégâts. Leur fréquence a augmenté ces dernières années en raison du réchauffement climatique.

Depuis plusieurs décennies, les scientifiques utilisent des modèles informatiques du climat terrestre pour mieux comprendre les mécanismes à l'origine de ces événements et prédire les tendances futures.

Dans le nouveau Science Advances étude, une équipe de chercheurs de l'Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA) et de l'Institut Max-Planck de météorologie (MPI-M) dirigée par le postdoctorant de l'ISTA Jiawei Bao a utilisé un nouveau modèle climatique de pointe pour étudier l'impact du regroupement de nuages ​​et de tempêtes sur les événements de précipitations extrêmes, en particulier sous les tropiques, de manière plus détaillée qu'il n'était possible auparavant.

"Ce nouveau type de modèle avec une résolution beaucoup plus fine a montré qu'avec un climat plus chaud, les précipitations extrêmes sous les tropiques augmentent en gravité plus que prévu par la théorie en raison du fait que les nuages ​​sont plus regroupés", a déclaré Bao, qui a initialement lancé ce projet au cours de l'année. son précédent poste postdoctoral au MPI-M, explique.

"Nous pouvons constater que lorsque les nuages ​​sont plus regroupés, il pleut plus longtemps, donc la quantité totale de précipitations augmente. Nous avons également constaté que des pluies plus extrêmes sur les zones à fortes précipitations se produisent au détriment de l'expansion des zones sèches - un autre facteur supplémentaire. passer à des conditions météorologiques extrêmes. Cela est dû à la façon dont les nuages ​​et les tempêtes se regroupent, que nous pourrions désormais simuler avec ce nouveau modèle climatique."

Ce nouveau modèle, proposé pour la première fois en 2019, simule le climat avec une résolution bien supérieure aux précédents. Les modèles précédents ne pouvaient pas prendre en compte les nuages ​​et les tempêtes avec autant de détails, manquant ainsi une grande partie de la dynamique complexe du mouvement de l'air qui crée les nuages ​​et les fait se rassembler pour former des tempêtes plus intenses.

Alors que le modèle simule le monde entier à la fois, les scientifiques ont concentré leur analyse sur la zone tropicale autour de l’équateur. Ils l'ont fait parce que la formation de nuages ​​et de tempêtes là-bas fonctionne différemment que sous d'autres latitudes.

Caroline Muller, professeur adjoint à l'ISTA, ajoute :« Les modèles précédents ont fait allusion à l'influence du regroupement de nuages ​​sur les précipitations extrêmes, mais n'ont pas pu fournir les données nécessaires. En collaboration avec nos collègues Bjorn Stevens et Lukas Kluft de l'Institut Max Planck de météorologie, nos résultats s'ajoutent au nombre croissant de preuves montrant que la formation de nuages ​​à plus petite échelle a un impact crucial sur les résultats du changement climatique. "

Modèles collaboratifs

Des chercheurs du monde entier collaborent pour créer des modèles plus détaillés et plus réalistes du climat mondial afin de comprendre les effets du changement climatique.

Les modèles climatiques divisent l'atmosphère terrestre en morceaux tridimensionnels, chacun avec ses propres données sur la température, la pression, l'humidité et bien d'autres propriétés physiques. Ils utilisent ensuite des équations physiques pour simuler la façon dont ces morceaux interagissent et évoluent au fil du temps afin de créer une représentation du monde réel. Comme la puissance de calcul et le stockage ne sont pas illimités, ces modèles doivent introduire des simplifications et les scientifiques travaillent continuellement pour les rendre plus précis.

Les anciennes générations de modèles climatiques utilisent des fragments d’environ 100 kilomètres de longueur horizontale, ce qui fait qu’il y en a encore des dizaines, voire des centaines de milliers, couvrant l’ensemble du globe. Les progrès des algorithmes et des superordinateurs ont permis aux scientifiques d'augmenter de plus en plus la résolution des modèles.

"Nous avons utilisé un modèle climatique développé au MPI-M et analysé les données hébergées au Centre allemand de calcul climatique à Hambourg avec une résolution de seulement cinq kilomètres, ce qui était très coûteux en calcul", ajoute Bao. "Toute recherche sur le climat est le fruit d'un immense effort collaboratif de centaines de personnes qui souhaitent contribuer à notre compréhension du monde et de notre impact sur celui-ci."

Bao, qui s’est intéressé pour la première fois à la recherche sur le climat lors de son doctorat. à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, et qui travaille désormais comme chercheur postdoctoral IST-BRIDGE à l'ISTA, souhaite poursuivre ses travaux sur les événements de précipitations extrêmes pour trouver davantage de preuves de leurs causes et de leurs impacts à l'aide de modèles supplémentaires.

Caroline Muller, qui a d'abord étudié les mathématiques, puis s'est passionnée pour les questions de recherche ayant un impact plus réel, et son groupe de recherche utilise des modèles climatiques pour étudier la convection de l'air et la formation de nuages ​​et de tempêtes à différentes échelles, jusqu'aux cyclones tropicaux. mieux comprendre leurs causes et les impacts du changement climatique sur la société et la nature.

Plus d'informations : Jiawei Bao, Intensification des précipitations tropicales extrêmes quotidiennes dues à une convection plus organisée, Science Advances (2024). DOI :10.1126/sciadv.adj6801. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj6801

Informations sur le journal : Progrès scientifiques

Fourni par l'Institut des sciences et technologies d'Autriche