La canicule en Amérique du Nord montre qu’il faut savoir comment le changement climatique va modifier notre temps.

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Il y a huit jours, il a plu sur l’ouest de l’océan Pacifique, près du Japon. Cet événement pluvieux n’avait rien de particulièrement remarquable, pourtant il a fait de grosses vagues à deux reprises.

Tout d’abord, elle a perturbé l’atmosphère de la bonne manière pour déclencher une ondulation du jet stream – une rivière de vents très forts dans la haute atmosphère – que les spécialistes de l’atmosphère appellent une onde de Rossby (ou une onde planétaire). Puis l’onde a été guidée vers l’est par le jet stream en direction de l’Amérique du Nord.

En cours de route, la vague s’est amplifiée jusqu’à se briser, comme le fait une vague océanique lorsqu’elle s’approche du rivage. Lorsque la vague s’est brisée, elle a créé une région de haute pression qui est restée stationnaire sur le nord-ouest de l’Amérique du Nord au cours de la semaine dernière.

C’est là que notre événement pluvieux inoffensif a de nouveau fait des vagues: la région d’air anticyclonique bloquée a déclenché l’une des vagues de chaleur les plus extraordinaires que nous ayons jamais vues, pulvérisant les records de température dans le nord-ouest Pacifique des États-Unis et dans l’ouest du Canada jusqu’à l’Arctique. Lytton, en Colombie-Britannique, a atteint 49,6℃ cette semaine avant de subir un incendie de forêt dévastateur.

Qu’est-ce qui fait une vague de chaleur?

Si cette vague de chaleur a été extraordinaire à bien des égards, sa naissance et son évolution ont suivi une séquence bien connue d’événements générateurs de canicules.

Les canicules se produisent lorsqu’il y a une pression atmosphérique élevée au niveau du sol. Cette haute pression est le résultat de la descente de l’air dans l’atmosphère. Lorsque l’air descend, la pression augmente, ce qui comprime l’air et le réchauffe, comme dans une pompe à vélo.

L’air qui s’enfonce a un gros effet de réchauffement: la température augmente de 1 degré pour chaque 100 mètres où l’air est poussé vers le bas.

La canicule nord-américaine a vu les incendies se propager dans le paysage. NASA

Les systèmes de haute pression sont une partie intrinsèque d’une onde de Rossby atmosphérique, et ils se déplacent avec l’onde. Les vagues de chaleur se produisent lorsque les systèmes de haute pression cessent de se déplacer et affectent une région particulière pendant un temps considérable.

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Lorsque cela se produit, le réchauffement de l’air par le seul enfoncement peut être encore intensifié par le sol qui réchauffe l’air – ce qui est particulièrement puissant si le sol était déjà sec. Dans le nord-ouest des États-Unis et dans l’ouest du Canada, les vagues de chaleur sont aggravées par le réchauffement produit par l’air qui s’enfonce après avoir traversé les montagnes Rocheuses.

Comment les ondes de Rossby déterminent la météo

Il reste donc deux questions: qu’est-ce qui fait un système de haute pression, et pourquoi s’arrête-t-il de bouger?

Comme nous l’avons mentionné plus haut, un système de haute pression fait généralement partie d’un type spécifique d’onde dans l’atmosphère – une onde de Rossby. Ces ondes sont très courantes, et elles se forment lorsque l’air est déplacé vers le nord ou le sud par des montagnes, d’autres systèmes météorologiques ou de grandes zones de pluie.

Les ondes de Rossby sont les principaux moteurs du temps en dehors des tropiques, y compris le temps changeant dans la moitié sud de l’Australie. Occasionnellement, les vagues deviennent si grandes qu’elles se renversent sur elles-mêmes et se brisent. La rupture des vagues est intimement liée au fait qu’elles deviennent stationnaires.

Fait important, tout comme pour l’événement récent, les germes des ondes de Rossby qui déclenchent les canicules sont situés à plusieurs milliers de kilomètres à l’ouest de leur emplacement. Ainsi, pour le nord-ouest de l’Amérique, c’est le Pacifique occidental. Les vagues de chaleur australiennes sont généralement déclenchées par des événements dans l’Atlantique, à l’ouest de l’Afrique.

Une autre caractéristique importante des canicules est qu’elles sont souvent accompagnées de fortes précipitations plus près de l’équateur. Lorsque le sud-est de l’Australie connaît des vagues de chaleur, le nord de l’Australie connaît souvent des pluies. Ces événements pluvieux ne sont pas de simples effets secondaires, mais ils renforcent et prolongent activement les vagues de chaleur.

Que signifiera le changement climatique pour les canicules?

Comprendre les mécanismes à l’origine des canicules est très important si l’on veut savoir comment elles pourraient évoluer à mesure que la planète se réchauffe.

Nous savons que l’augmentation du dioxyde de carbone dans l’atmosphère fait augmenter la température moyenne de la surface de la Terre. Cependant, si ce réchauffement moyen constitue le fond des vagues de chaleur, les températures extrêmement élevées sont produites par les mouvements de l’atmosphère dont nous avons parlé précédemment.

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Ainsi, pour savoir comment les canicules vont évoluer avec le réchauffement de notre planète, nous devons savoir comment l’évolution du climat affecte les événements météorologiques qui les produisent. C’est une question beaucoup plus difficile que de connaître le changement de la température moyenne mondiale.

Comment les événements qui ensemencent les ondes de Rossby vont-ils changer? Comment les courants-jets vont-ils changer? Davantage de vagues deviendront-elles assez grosses pour se briser? Les systèmes de haute pression resteront-ils plus longtemps au même endroit? Les précipitations associées deviendront-elles plus intenses, et comment cela pourrait-il affecter les vagues de chaleur elles-mêmes?

Nos réponses à ces questions sont jusqu’à présent quelque peu rudimentaires. Cela est dû en grande partie au fait que certains des processus clés impliqués sont trop détaillés pour être explicitement inclus dans les modèles climatiques à grande échelle actuels.

Les modèles climatiques s’accordent à dire que le réchauffement climatique modifiera la position et la force des courants-jets. Cependant, les modèles ne sont pas d’accord sur ce qu’il adviendra des ondes de Rossby.

Du changement climatique au changement météorologique

Il y a une chose dont nous sommes sûrs: nous devons redoubler d’efforts pour comprendre comment le temps change à mesure que notre planète se réchauffe, car c’est la météo qui a le plus grand impact sur les humains et les systèmes naturels.

Pour ce faire, nous devrons construire des modèles informatiques du climat mondial qui incluent explicitement certains des détails fins de la météo. (Par détail fin, nous entendons tout ce qui a une taille d’environ un kilomètre.) Cela nécessitera à son tour d’investir dans d’énormes quantités de puissance de calcul pour des outils tels que notre modèle climatique national, le simulateur communautaire australien du climat et du système terrestre (ACCESS), et les projets d’infrastructure de calcul et de modélisation de la stratégie d’infrastructure de recherche collaborative nationale (NCRIS) qui le soutiennent.

Nous devrons également faire tomber les frontières artificielles entre la météo et le climat qui existent dans notre recherche, notre éducation et notre conversation publique.

Images utilisées avec l’aimable autorisation de Pexels/Pixabay.

Cet article est republié depuis The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article original.