Le changement climatique améliore les pluies extrêmes plus que le filet de la bruine ordinaire. De nouvelles recherches montrent que la pluie frontale augmente le plus et illustre pourquoi les pluies extrêmes causées par d'autres phénomènes ne sont pas également affectées.
« Nous avons dû arrêter la voiture, car nous n'avons pas vu la route », explique Kjersti Konstali. « Il coulait, avec grêle, et la foudre frappe toutes les trois secondes. »
Le chercheur en pluie du Bjerknes Center et de l'Institut géophysique de l'Université de Bergen se souvient d'un voyage en voiture entre les villes norvégiennes de Tønsberg et Drammen à la mi-juillet de cette année.
Dans une étude récente publiée dans Lettres de recherche géophysiqueelle et ses collègues ont examiné les mécanismes rendant les précipitations les plus fortes non seulement plus extrêmes, mais plus extrêmes par rapport à pas tout à fait des précipitations extrêmes.
Le plus extrême augmente le plus extrêmement
Une température de l'air plus élevée le fait pleuvoir davantage. Cette précipitation extrême augmente davantage avec la température que les précipitations plus faibles est bien connue. Les périodes de précipitations extrêmes deviennent plus humides que les précipitations moyennes au cours des jours et des années, en quantités relatives et totales.
Mais en regardant plus loin, aux extrêmes des extrêmes, a fait que Kjersti Konstali et ses collègues se demandent. Toutes les précipitations extrêmes ne sont pas affectées de manière égale par le changement climatique. Les pluies les plus extrêmes sont plus améliorées que les extrêmes moins extrêmes.
Qu'est-ce qui pourrait être derrière cette différence?
Les chercheurs ont examiné divers types de temps associés aux précipitations: des cyclones extratropicaux, des fronts météorologiques et des rivières atmosphériques, ainsi que des combinaisons de ces phénomènes. En utilisant des simulations à partir d'un modèle climatique, ils ont étudié la météo pendant six heures de précipitations extrêmes dans les années 1950 à 2100.
« Des précipitations extrêmes liées aux fronts augmentent considérablement », explique Kjersti Konstali. « J'ai été surpris de voir à quel point la différence entre les différents types de temps était claire. »
Une forte pluie qui se produit sans front à proximité ne provoquera pas plus de précipitations à l'avenir, dans certaines parties du monde, un peu moins.
L'air humide ne suffit pas
L'augmentation de la température doit affecter les précipitations.
Pour chaque degré, la température de l'air augmente, l'air saturé contiendra 7% de vapeur d'eau en plus. Il s'agit d'une loi simple de la nature, permettant à l'air de perdre 7% plus d'eau. En théorie, nous pouvons nous attendre à 7% de précipitations en plus lorsqu'elle pleut.
Quand il pleut. Autrement dit, si la vapeur d'eau disponible se condense en eau et tombe.
Pour que les gouttes de pluie soient formées, avoir de l'humidité dans l'air n'est qu'une première étape. L'air doit également augmenter et se refroidir suffisamment pour que la vapeur d'eau se condense en eau. Une telle ascension se produit dans les cyclones et les fronts ou à mesure que l'air s'approche des montagnes.
Le résultat final dépend de l'endroit où se trouvent les bas et les fronts, leur force et si l'air croissant devient suffisamment refroidi. De cette façon, les systèmes météorologiques modèrent la loi simple de la nature, prévoyant 7% de précipitations supplémentaires.
Aucune loi simple de la nature ne peut dire comment cela se passera dans un monde plus chaud.
Moins de pluie que la température indique
« Pourquoi ne pleuvait-il pas davantage? »
Kjersti Konstali demande rhétoriquement. Des précipitations extrêmes qui se produisent en l'absence de fronts, augmentent inférieure à 7% par degré prédit par le réchauffement de l'air, peut-être seulement quelques pour cent ou pas du tout.
« Les fronts sont le seul type de météo qui peut utiliser complètement l'humidité supplémentaire », répond-elle à sa propre question. « Les autres types de temps ne parviennent pas à retirer l'eau de l'air. »
Sans tenir compte du type de temps, l'air plus chaud contiendra plus de vapeur d'eau. Mais l'ascension se produisant dans les cyclones extratropicaux et les rivières atmosphériques n'est pas suffisamment renforcée pour transformer toute leur vapeur supplémentaire en eau. Ce n'est que sur les fronts que Kjersti Konstali et ses collègues ont trouvé une telle efficacité accrue.
Les fronts sont améliorés par leur propre pluie
Les fronts sont des séparations nettes entre les masses d'air chaud et froide. Là où l'air chaud et froid se rencontrent, l'air chaud s'élève au-dessus du froid, et les nuages et les précipitations se forment.
Alors que la vapeur d'eau se condense en eau liquide, la chaleur est libérée. L'air dans et autour des nuages se réchauffe car les gouttelettes se forment. Cela aiguise le gradient de température entre le côté chaud et froid de l'avant – la caractéristique déterminante du front.
L'air autour du front est en mouvement constant, et contrairement aux autres phénomènes météorologiques considérés, toute vapeur d'eau supplémentaire disponible est transformée en eau.
Les fronts sont connectés à des systèmes à basse pression. Jusqu'à présent, il n'y a pas de consensus quant à savoir si le changement climatique rendra les cyclones extratropicaux plus ou moins intenses. Mais les fronts forts deviennent plus forts à mesure qu'il pleut, et les fronts plus forts mènent à encore plus de pluie. L'effet est l'auto-renforcement.
Le temps extrême avec des fronts génère déjà les précipitations les plus fortes dans les régions extratropicales. Cette précipitation frontale augmente le plus avec la température, implique que les précipitations les plus extrêmes sont les plus fortement affectées par le réchauffement climatique.
Haute saison à venir
Les jours les plus humides se produisent lorsque les cyclones montent avec des fronts et une rivière atmosphérique – une puissante troïka maintenant et à l'avenir. Mais des trois, le front provoque la plus forte augmentation.
Bien que l'automne et l'hiver soient la haute saison de pluie prolongée et étendue, même les averses d'été locales peuvent être conduites par des fronts.
L'orage que Kjjersti Konstali a vécu lors de sa route un mercredi après-midi de juillet, n'était pas un phénomène local. Sur de grandes parties du sud de la Norvège, l'air était chaud et instable. Lorsqu'un front météorologique lui a donné un ascenseur, le ciel a éclaté, non seulement dans le sud et l'est de la Norvège, mais dans la partie ouest du pays ainsi que sur Skagerrak et le sud de la Suède.
« La voiture est l'endroit le plus sûr pour s'asseoir dans un orage », explique le chercheur en pluie Konstali. « Mais nous avons dû nous arrêter. »
Cette fois, les pluies étaient intenses, mais de courte durée. Après cinq ou dix minutes, le pire était passé et ils pouvaient démarrer la voiture et retourner sur la route.
