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Atmospheric rivers are shifting poleward, reshaping global weather patterns

by Zhe Li, The Conversation

 Les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles, remodelant les modèles climatiques mondiaux

par Zhe Li, The Conversation

Les rivières atmosphériques sont de longs filaments d'humidité qui se courbent vers les pôles. Plusieurs d'entre eux sont visibles sur cette image satellite. Crédit : Bin Guan, NASA/JPL-Caltech et UCLA

Les rivières atmosphériques, ces longues et étroites bandes de vapeur d'eau dans le ciel qui apportent de fortes pluies et des tempêtes sur la côte ouest des États-Unis et dans de nombreuses autres régions, se déplacent vers des latitudes plus élevées, ce qui modifie les modèles climatiques dans le monde entier.

Ce déplacement aggrave les sécheresses dans certaines régions, intensifie les inondations dans d'autres et met en danger les ressources en eau dont dépendent de nombreuses communautés. Lorsque les rivières atmosphériques atteignent l'extrême nord de l'Arctique, elles peuvent également faire fondre la glace de mer, affectant le climat mondial.

Dans une nouvelle étude publiée dans Science Advances, University of California, Santa Barbara, le climatologue Qinghua Ding et moi-même montrons que les rivières atmosphériques se sont déplacées d'environ 6 à 10 degrés vers les deux pôles au cours des quatre dernières décennies.

Les rivières atmosphériques en mouvement

Les rivières atmosphériques ne sont pas seulement l'apanage de la côte ouest des États-Unis. Elles se forment dans de nombreuses régions du monde et fournissent plus de la moitié du ruissellement annuel moyen dans ces régions, notamment sur les côtes sud-est et ouest des États-Unis, en Asie du Sud-Est, en Nouvelle-Zélande, dans le nord de l'Espagne, au Portugal, au Royaume-Uni et dans le centre-sud du Chili.

La Californie dépend des rivières atmosphériques pour jusqu'à 50 % de ses précipitations annuelles. Une série de rivières atmosphériques hivernales peuvent y apporter suffisamment de pluie et de neige pour mettre fin à une sécheresse, comme certaines parties de la région l'ont vu en 2023.

Les rivières atmosphériques se produisent partout dans le monde, comme le montre cette animation de données satellite mondiales de février 2017. Crédit : NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Bien que les rivières atmosphériques partagent une origine similaire (apport d'humidité en provenance des tropiques), l'instabilité atmosphérique du courant-jet leur permet de se courber vers les pôles de différentes manières. Il n'y a pas deux rivières atmosphériques exactement identiques.

Ce qui intéresse particulièrement les climatologues, y compris nous, c'est le comportement collectif des rivières atmosphériques. Les rivières atmosphériques sont couramment observées dans les régions extratropicales, une région située entre les latitudes de 30 et 50 degrés dans les deux hémisphères, qui comprend la majeure partie du continent américain, le sud de l'Australie et le Chili.

Notre étude montre que les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles depuis quatre décennies. Dans les deux hémisphères, l'activité a augmenté le long des 50 degrés nord et 50 degrés sud, tandis qu'elle a diminué le long des 30 degrés nord et 30 degrés sud depuis 1979. En Amérique du Nord, cela signifie que davantage de rivières atmosphériques inondent la Colombie-Britannique et l'Alaska.

Une réaction en chaîne mondiale

Notre étude montre que les rivières atmosphériques se déplacent vers les pôles depuis quatre décennies. Dans les deux hémisphères, l’activité a augmenté le long des 50 degrés nord et 50 degrés sud, tandis qu’elle a diminué le long des 30 degrés nord et 30 degrés sud depuis 1979. En Amérique du Nord, cela signifie que davantage de rivières atmosphériques inondent la Colombie-Britannique et l’Alaska.

Une réaction en chaîne mondiale

L’une des principales raisons de ce déplacement est l’évolution des températures de surface de la mer dans le Pacifique tropical oriental. Depuis 2000, les eaux du Pacifique tropical oriental ont tendance à se refroidir, ce qui affecte la circulation atmosphérique dans le monde entier. Ce refroidissement, souvent associé aux conditions de La Niña, pousse les rivières atmosphériques vers les pôles.

Le mouvement vers les pôles des rivières atmosphériques peut être expliqué par une chaîne de processus interconnectés.

Pendant les conditions de La Niña, lorsque les températures de surface de la mer se refroidissent dans le Pacifique tropical oriental, la circulation de Walker – des boucles d’air géantes qui affectent les précipitations lorsqu’elles montent et descendent sur différentes parties des tropiques – se renforce au-dessus du Pacifique occidental. Cette circulation plus forte entraîne l'expansion de la ceinture de précipitations tropicales. L'expansion des précipitations tropicales, combinée aux changements dans les schémas de tourbillons atmosphériques, entraîne des anomalies de haute pression et des schémas de vent qui orientent les rivières atmosphériques plus loin vers les pôles.

La Niña, avec des eaux plus froides dans le Pacifique oriental, s'estompe et El Niño, avec des eaux plus chaudes, commence à se former dans l'océan Pacifique tropical en 2023. Crédit : NOAA Climate.gov

À l'inverse, pendant les conditions El Niño, avec des températures de surface de la mer plus chaudes, le mécanisme fonctionne dans la direction opposée, déplaçant les rivières atmosphériques de sorte qu'elles ne s'éloignent pas autant de l'équateur.

Ces changements soulèvent d'importantes questions sur la façon dont les modèles climatiques prédisent les changements futurs dans les rivières atmosphériques. Les modèles actuels pourraient sous-estimer la variabilité naturelle, comme les changements dans le Pacifique tropical, qui peuvent affecter considérablement les rivières atmosphériques. Comprendre ce lien peut aider les prévisionnistes à faire de meilleures prévisions sur les futurs schémas de précipitations et la disponibilité en eau.

Pourquoi ce déplacement vers les pôles est-il important ?

Un déplacement des rivières atmosphériques peut avoir des effets importants sur les climats locaux.

Dans les régions subtropicales, où les rivières atmosphériques sont de moins en moins fréquentes, les sécheresses pourraient se prolonger et les réserves d’eau diminuer. De nombreuses régions, comme la Californie et le sud du Brésil, dépendent des rivières atmosphériques pour que les précipitations remplissent les réservoirs et soutiennent l’agriculture. Sans cette humidité, ces régions pourraient être confrontées à davantage de pénuries d’eau, ce qui mettrait à rude épreuve les communautés, les fermes et les écosystèmes.

À des latitudes plus élevées, les rivières atmosphériques se déplaçant vers les pôles pourraient entraîner des précipitations plus extrêmes, des inondations et des glissements de terrain dans des endroits comme le nord-ouest du Pacifique américain, l’Europe et même dans les régions polaires.

Une image satellite du 20 février 2017 montre une rivière atmosphérique s’étendant d’Hawaï à la Californie, où elle a apporté des pluies torrentielles. Crédit : NASA/Earth Observatory/Jesse Allen

Dans l’Arctique, davantage de rivières atmosphériques pourraient accélérer la fonte des glaces marines, aggravant ainsi le réchauffement climatique et affectant les animaux qui dépendent de la glace. Une étude antérieure à laquelle j’ai participé a révélé que la tendance de l’activité des rivières atmosphériques en été pourrait contribuer à hauteur de 36 % à la tendance à la hausse de l’humidité estivale dans l’ensemble de l’Arctique depuis 1979.

Ce que cela signifie pour l’avenir

Jusqu’à présent, les changements que nous avons observés reflètent encore principalement des changements dus à des processus naturels, mais le réchauffement climatique induit par l’homme joue également un rôle. Le réchauffement climatique devrait augmenter la fréquence et l’intensité globales des rivières atmosphériques, car une atmosphère plus chaude peut contenir plus d’humidité.

On ne sait pas exactement comment cela pourrait changer à mesure que la planète continue de se réchauffer. La prévision des changements futurs reste incertaine, en grande partie en raison de la difficulté à prévoir les variations naturelles entre El Niño et La Niña, qui jouent un rôle important dans les variations des rivières atmosphériques.

À mesure que la planète se réchauffe, les rivières atmosphériques – et les pluies critiques qu’elles apportent – ​​continueront de changer de cap. Nous devons comprendre ces changements et nous y adapter afin que les communautés puissent continuer à prospérer dans un climat en évolution.

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COMMENTAIRES

Je rappelle aux lecteurs  qu'hier  nous nous interogions  sur les modificaions plimatiques  prévisibles  sur les mers et oceans  et que j avais présenté le seul facteur  expérimental connu   et  lui bien determiné ...

 Mais  que savons  nous  de certain     ,au demeurant , sur  ce qui se passe au dessus     :la circulation atmosphérique????

Les variations des différences de température à la surface de la Terre peuvent modifier les schémas de circulation atmosphérique et la façon dont le vent  modifie les pressions atmospheriques loicales et répartit la chaleur à la surface de la Terre. 

Cet article décrit  commment ces rivières atmosphériques 

se déplacent vers des latitudes plus élevées, ce qui modifie les modèles météorologiques dans le monde entier.

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More information: Zhe Li et al, A global poleward shift of atmospheric rivers, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adq0604

Journal information: Science Advances 

Provided by The Conversation 

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.