Les « rivières atmosphériques », ces corridors de vapeur d'eau qui transportent plus d'eau que le fleuve Amazone, sont en train de modifier leurs trajectoires. Des scientifiques de l'Université de Californie, Santa Barbara (UCSB), ont découvert que ces phénomènes météorologiques majeurs se déplacent vers les pôles, un changement qui n'avait pas été prévu par les modèles climatiques.
Cette évolution inattendue pourrait transformer les schémas de précipitations mondiaux, entraînant des conséquences importantes pour l'approvisionnement en eau, l'agriculture et la planification urbaine dans de nombreuses régions du monde.
Points clés
- Les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles, un changement non anticipé.
- Ce déplacement modifie les schémas de précipitations mondiaux.
- Les conditions océaniques, et non seulement le réchauffement anthropique, sont un facteur clé.
- Les régions habituées aux pluies hivernales peuvent faire face à des sécheresses.
- Les zones de haute latitude subissent des tempêtes plus fréquentes et intenses.
- La planification des infrastructures et la gestion de l'eau doivent s'adapter.
Un déplacement inattendu des systèmes de tempêtes
Les rivières atmosphériques sont des bandes étroites d'humidité dans l'atmosphère. Elles peuvent transporter d'énormes quantités de vapeur d'eau. Lorsque ces rivières atteignent la terre et ralentissent, la vapeur se condense. Cela libère de grandes quantités de pluie ou de neige.
Une seule rivière atmosphérique intense peut couvrir la Sierra Nevada de plusieurs mètres de neige. Elle peut aussi recharger rapidement les réservoirs. Cependant, elle peut également provoquer des inondations dévastatrices.
Fait important
Une rivière atmosphérique peut transporter plus de vapeur d'eau que le débit liquide du fleuve Amazone.
Zhe Li, qui a récemment obtenu son doctorat en circulation atmosphérique à l'UCSB, a travaillé avec son conseiller, Qinghua Ding. Ensemble, ils ont suivi ces rivières atmosphériques. Leurs recherches ont révélé un changement significatif.
« Les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles dans les deux hémisphères », a déclaré Li. « Cela apporte de fortes pluies et des tempêtes à des latitudes plus élevées, ce qui pourrait remodeler les schémas de précipitations à l'échelle mondiale. »
Les modèles climatiques avaient prédit de nombreux changements liés au réchauffement climatique. Mais ce déplacement spécifique des trajectoires de tempêtes n'était pas attendu. Cette observation a soulevé des préoccupations parmi les chercheurs.
Comprendre les causes du changement
Face à ce constat, Li et Ding ont cherché à comprendre la cause de ce déplacement. Ils ont reconstruit les conditions atmosphériques passées en utilisant des données du Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme, ERA5. Ces données comprenaient des mesures historiques provenant de satellites, de ballons météorologiques et de stations au sol, remontant jusqu'en 1979.
Les scientifiques ont intégré ces données dans des modèles. Ces modèles ont comblé les lacunes d'observation et ont produit des analyses atmosphériques heure par heure. Ils ont identifié les rivières atmosphériques en détectant des corridors avec un transport de vapeur d'eau exceptionnellement élevé.
Après avoir analysé environ 40 ans de données, ils ont constaté un changement notable. Ces rivières se sont déplacées de plusieurs degrés de latitude vers les pôles. En termes pratiques, les trajectoires de tempêtes se sont décalées d'une distance équivalente à celle entre Los Angeles et San Francisco.
Contexte
Jusqu'à présent, la plupart des experts pensaient que le réchauffement climatique d'origine humaine était la principale cause de ce déplacement des rivières atmosphériques. Cependant, les nouvelles preuves suggèrent que les conditions océaniques jouent un rôle plus important.
Le rôle des conditions océaniques
Les preuves recueillies par Li et Ding indiquent que les conditions océaniques sont un facteur déterminant. Les variations des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical oriental semblent influencer la direction de ces rivières.
« Sur cette base, nous émettons l'hypothèse que ce déplacement observé n'est pas totalement dû au forçage anthropique », a expliqué Ding.
Les chercheurs proposent qu'une grande partie du déplacement observé reflète la variabilité naturelle plutôt qu'un forçage humain direct. La planète se réchauffe, mais pas de manière uniforme. Certaines régions se réchauffent plus rapidement que d'autres. Ce réchauffement inégal modifie les schémas de vents à grande échelle qui dirigent les tempêtes.
Les courants-jets, qui guident la météo, se déplacent vers les pôles. Les rivières atmosphériques sont dirigées par ces courants-jets. Lorsque les courants-jets se déplacent, les rivières ont tendance à les suivre.
Impacts sur l'approvisionnement en eau et les inondations
Ce déplacement a des conséquences directes sur les régions du monde. Les endroits qui recevaient auparavant des pluies hivernales régulières des rivières atmosphériques sont maintenant confrontés à la sécheresse. Pendant ce temps, les zones de haute latitude connaissent des tempêtes qui étaient auparavant rares.
De nombreuses régions dépendent de trois ou quatre rivières atmosphériques chaque hiver. Elles fournissent la majeure partie de leur approvisionnement annuel en eau. Si ces rivières se déplacent vers le nord ou le sud, les communautés peuvent faire face à de graves pénuries d'eau.
- Les réservoirs pourraient ne pas se remplir.
- L'enneigement des montagnes pourrait ne pas s'accumuler.
- Les approvisionnements annuels en eau pourraient fortement diminuer.
En même temps, les villes qui ont rarement connu des rivières atmosphériques peuvent être frappées par des événements intenses. Leurs systèmes de drainage peuvent être sous-dimensionnés. Les cartes d'inondation existantes peuvent être inexactes. Les maisons peuvent être inondées parce que ces grandes tempêtes n'étaient pas prévues dans la planification.
Risques accrus et défis de planification
Deux processus aggravent le risque. Premièrement, l'air plus chaud retient plus de vapeur d'eau. Les rivières atmosphériques peuvent donc transporter plus d'humidité. Deuxièmement, leurs routes typiques changent. Certaines régions reçoivent moins de tempêtes, mais ces événements sont plus intenses lorsqu'ils se produisent. D'autres régions connaissent des tempêtes beaucoup plus fréquemment qu'auparavant.
Le moment est également important. Les tempêtes plus chaudes ont tendance à laisser tomber de la pluie au lieu de la neige. La pluie peut provoquer des inondations immédiates. La neige, elle, agit comme un réservoir, stockant l'eau pour le printemps et l'été. La perte d'enneigement peut réduire l'approvisionnement en eau estival.
Statistique clé
Le déplacement des trajectoires de tempêtes est de plusieurs centaines de kilomètres en environ 40 ans.
Les anciens schémas météorologiques ne sont plus fiables pour la planification future. Les réservoirs conçus pour capter les tempêtes de janvier pourraient rester sous-remplis si les tempêtes arrivent en février ou se dirigent plus au nord. Les zones inondables basées sur d'anciennes cartes peuvent ne pas correspondre aux emplacements actuels des inondations. Les communautés ont donc besoin de plans actualisés.
Certaines nécessitent une protection accrue contre les inondations. D'autres doivent étendre la conservation de l'eau et la capacité de stockage. Toutes les communautés ont besoin de systèmes d'alerte améliorés pour les rivières atmosphériques.
Ce déplacement vers les pôles n'est pas catastrophique, mais il est lourd de conséquences. Les trajectoires des tempêtes se sont déplacées de centaines de kilomètres en environ 40 ans. C'est assez rapide pour perturber les approvisionnements en eau, l'agriculture et la planification urbaine.
La recherche suggère que ces rivières atmosphériques pourraient continuer à se déplacer. Les communautés devraient donc y prêter une attention particulière. Les infrastructures existantes pourraient ne pas être adaptées aux futurs schémas de tempêtes. Les accords de gestion de l'eau basés sur les moyennes historiques pourraient ne plus être fiables. L'étape essentielle est de déterminer le risque local et de se préparer en conséquence. La carte météorologique a changé, et la planification doit changer avec elle.
L'étude complète a été publiée dans la revue Science Advances.
