Pourquoi la pluie devient-elle plus abondante sur une planète qui se réchauffe ?

Météo en Arabie - Pourquoi les précipitations augmentent-elles lorsque les températures augmentent ? Cela peut paraître étrange et inattendu, mais la physique derrière ce phénomène explique pourquoi cela se produit.

L’un des effets les plus étranges du changement climatique est son effet sur la configuration des précipitations. Alors que la plupart des gens sont confrontés aux conséquences de la hausse des températures causée par le réchauffement climatique – considéré comme la catastrophe naturelle la plus meurtrière aux États-Unis et ailleurs – il existe également un risque croissant de taux de précipitations extrêmes.

En moyenne, les quantités de précipitations sur terre augmenteront et les tempêtes individuelles deviendront plus intenses.

Logiquement parlant, cela n’a peut-être pas beaucoup de sens. Mais la physique est claire, et cela est particulièrement important, surtout compte tenu de l’ampleur des destructions et des inondations meurtrières qui existaient déjà avant le changement climatique.

Pensez à la pluie comme si le sol transpirait. Lorsque votre corps transpire et que l’humidité s’évapore de votre peau, elle emporte de la chaleur avec elle. De même, l’évaporation de l’eau des terres et des océans enlève la chaleur de ces surfaces. (Ce refroidissement fait environ la moitié du travail global de distribution de la chaleur de la surface de la planète, en la maintenant en équilibre avec la lumière solaire entrante.) Une fois que l'humidité augmente, elle se condense et tombe sous forme de pluie.

Les gaz à effet de serre présents dans l’atmosphère sont comme une couverture qui empêche la Terre de libérer de la chaleur dans l’espace. Plus elle contient de gaz à effet de serre, plus cette couverture devient « épaisse ». La Terre utilise davantage le refroidissement par évaporation, tout comme vous transpirez davantage sous une couette en duvet que sous un drap en coton.

«C'est une simple question de bilan énergétique», explique Liz Muir, spécialiste de l'atmosphère à l'Université de Chicago, qui étudie l'impact du changement climatique sur les précipitations. "La même physique qui nous donne l'effet de serre fait que la planète se débarrasse d'une plus grande partie de cette énergie par évaporation. Et comme tout ce qui monte doit redescendre, cela signifie que davantage de pluie tombera également."

Les spécialistes de l'atmosphère s'appuient sur l'équation de Clausius-Clapeyron, selon laquelle pour chaque degré Celsius de réchauffement, l'air pourrait contenir 6 à 7 % d'eau en plus. Si rien d'autre ne changeait, nous nous attendrions à la même augmentation de la quantité de précipitations. résultant d'une tempête particulière.

Toutefois, prévient Muir : "Le fait qu'une atmosphère plus chaude retient plus d'humidité ne vous indique pas comment les précipitations moyennes vont augmenter. Ce changement est déterminé par des facteurs physiques différents. Vous pouvez même imaginer une atmosphère contenant plus d'humidité mais n'en ayant pas." précipitations. Dans ce cas, vous aurez des tempêtes plus intenses, mais les précipitations se produiront moins souvent. En d’autres termes, plus d’humidité peut entraîner plus d’humidité sans précipitations.

Il a toujours été difficile pour les scientifiques de séparer les fluctuations naturelles des précipitations de l'impact du changement climatique, explique le climatologue Yoo Jeon-ham de l'Université nationale de Chonnam en Corée du Sud (un pays en proie à des inondations). Les précipitations sont par nature un phénomène très complexe et variable ; Il est normal qu’une année soit plus humide ou plus sèche que la suivante, quel que soit le changement climatique. « Les précipitations présentent une variabilité naturelle très élevée par rapport aux autres variables météorologiques », explique Hamm. "Les précipitations elles-mêmes sont une variable très difficile à détecter les signaux du réchauffement climatique."

Ainsi, dans une étude récente, Hamm et ses collègues ont utilisé un modèle d’apprentissage profond pour analyser les données pluviométriques, extrayant ainsi le signal du changement climatique au cours des dernières décennies. "Nous avons de nombreux cas de fortes précipitations, notamment cette année en Asie de l'Est et dans l'est des États-Unis", explique Hamm. « Nous pouvons conclure que cette augmentation des fortes précipitations est due au réchauffement climatique. »

La côte ouest des États-Unis sera également submergée. Ici, les tempêtes « fluviales atmosphériques » qui y pénètrent se nourrissent d’humidité lorsqu’elles traversent l’océan Pacifique. "Lorsque vous réchauffez la surface de l'océan d'un degré ou quelque chose comme ça, vous augmentez en fait la quantité d'eau qui arrive en Californie via ces rivières atmosphériques", explique Rao Kottamarthi, scientifique principal au Laboratoire national d'Argonne qui étudie les précipitations et le changement climatique. "L'impact se fera sentir à travers de fortes précipitations supplémentaires en Californie."

Les fortes pluies deviennent particulièrement dangereuses lorsque l’eau coule rapidement. Le paysage n’a tout simplement pas assez de temps pour absorber le déluge, ce qui entraîne des crues soudaines. Si une autre tempête survient, le sol est peut-être déjà trop humide pour accepter davantage d’eau.

Ce type de risque devient plus grave dans les zones où il y a beaucoup de neige, comme par exemple en haute altitude. Plus tôt cette année, une étude a révélé que les précipitations extrêmes augmentent de 15 % pour chaque degré Celsius de réchauffement dans les régions montagneuses et de haute latitude. C'est plus du double de ce que suggère l'équation de Clausius-Clapeyron.

« Lorsque nous parlons de précipitations extrêmes – et que nous examinons leur impact en termes de graves inondations et de dommages aux infrastructures – il est vraiment important que les précipitations tombent sous forme de pluie ou de neige », explique Mohammed Ambadi, climatologue à l'Université de Columbia. L'Université de l'État du Michigan et auteur principal de l'article a déclaré : « Ce que nous constatons, c'est que le réchauffement climatique entraîne non seulement une augmentation des précipitations parce qu'il y a plus de vapeur d'eau dans l'atmosphère, mais qu'un pourcentage plus élevé de ces précipitations extrêmes tombe sous forme de pluie. plutôt que de la neige. »

Les risques se multiplient lorsqu’il y a plus de pluie et moins de neige. La neige s'accumule lentement et peut mettre des mois à fondre complètement. Les fortes pluies libèrent toute cette eau en même temps. Dans les zones montagneuses, les pluies peuvent également déclencher des glissements de terrain, comme ceux qui ont ravagé l’Himalaya en août. "Sur la base de certaines données préliminaires recueillies par les gens, il semble que le fait qu'un pourcentage plus élevé de précipitations tombant sous forme de pluie plutôt que de neige ait été en fait un facteur majeur ayant conduit à ce qui s'est passé le mois dernier", a déclaré Umbady.

L’infrastructure actuelle n’est tout simplement pas conçue pour faire face à ce déluge croissant, ce qui mettrait la vie des populations en danger. En général, les urbanistes ont conçu des systèmes de drainage urbain pour évacuer les eaux de pluie le plus rapidement possible afin d'éviter les inondations. Mais à mesure que les précipitations augmentent, les canaux et les égouts ne parviennent pas à évacuer l’eau assez rapidement.

L’objectif est donc de rendre les villes plus « spongieuses », avec moins de surfaces imperméables où l’eau peut s’accumuler, comme le béton, et davantage d’espaces verts afin que l’eau puisse s’infiltrer dans les aquifères sous-jacents pour une utilisation ultérieure. "Nous devons absolument changer la façon dont nous concevons les nouvelles infrastructures pour qu'elles soient cohérentes avec le changement qu'apporte le réchauffement climatique et ce qui se passera dans 10 ans, 20 ans, 30 ans", déclare Umbadi.

Source : filaire