Les « rivières atmosphériques » sont des systèmes météorologiques extrêmes à grande échelle qui font les gros titres plus fréquemment. Lorsqu'elles sont vues dans des images satellites, elles apparaissent comme décrit – comme les rivières dans le ciel. Bien qu'ils soient souvent signalés dans des endroits comme la Californie, ces systèmes météorologiques ont le potentiel d'apporter de la chaleur élevée et de déverser des quantités désastreuses de précipitations sur les zones des Latitudes moyennes et élevées.
Une équipe de chercheurs, y compris le professeur agrégé du Département des sciences de la Terre UConn, Clay Tabor et Ph.D. L'étudiant Joseph Schnaubelt, a examiné comment les rivières atmosphériques ont affecté la calotte glaciaire du Groenland dans le passé pour mieux comprendre comment ces systèmes météorologiques peuvent améliorer la fonte dans l'Arctique alors que le climat continue de se réchauffer. Leurs résultats sont publiés dans Agu avancées.
Une question importante à laquelle les paléoclimattes comme Schnaubelt et Tabor essaient de répondre est la façon dont l'Arctique réagira au changement climatique, et pour cela, ils se sont concentrés profondément dans le passé à un moment appelé le dernier interglaciaire, entre 130 000 et 115 000 ans.
« La Terre passe par des cycles glaciaires, et le dernier interglaciaire était la dernière fois que l'Arctique était plus chaud qu'aujourd'hui », explique Schnaubelt. « Nous savons que c'est la direction vers laquelle nous nous dirigeons vers, et nous voulions voir comment les rivières atmosphériques ont eu un impact sur la calotte glaciaire du Groenland. »
Tabor explique que les rivières atmosphériques peuvent avoir un impact de différentes manières. D'une part, ils peuvent entraîner une accumulation accrue de la calotte glaciaire, où ils apportent des quantités massives de neige, mais ils peuvent également apporter plus de chaleur à la région, entraînant des précipitations améliorées et la fusion des calottes glaciaires. Ces nuances sont importantes à démêler car la fonte des calottes glaciaires contribue à l'élévation du niveau de la mer.
Pour cette étude, les chercheurs ont analysé les données d'une simulation du National Center for Atmospheric Research (NCAR) qui s'étend sur l'ensemble du dernier interglaciaire et permet aux chercheurs de caractériser comment ces tempêtes ont réagi à différentes variables, à savoir le changement orbital de la Terre. L'inclinaison de la Terre ainsi que la forme de son orbite autour du soleil peuvent avoir un impact significatif sur le climat mondial, en particulier les températures.
« Nous avons constaté que pendant les périodes où la configuration orbitale rendait l'Arctique la plus chaude, nous avons eu plus de tempêtes en été impactant la calotte glaciaire », explique Schnaubelt. « C'est un problème pour l'avenir, parce que nous savons que l'Arctique se réchauffe, nous pourrions nous attendre à ce qu'il y ait plus de tempêtes en été, et quand cela s'est produit, nous avons vu plus de calaching. »
Schnaubelt dit qu'une autre constatation clé est que l'élévation est un facteur important dans la façon dont les rivières atmosphériques ont un impact sur la calotte glaciaire. À des altitudes plus basses, les précipitations ont tendance à tomber sous forme de pluie, mais à des altitudes plus élevées, les tempêtes se soulèvent vers le haut là où elles se refroidissent et les précipitations tombent sous forme de neige. Alors que la calotte glaciaire fond et subit des réductions d'élévation, cela pourrait entraîner une fonte améliorée des rivières atmosphériques.
« La simulation que nous avons utilisée est grande car elle avait un couplage entièrement interactif entre la calotte glaciaire, l'océan et l'atmosphère », explique Schnaubelt. « Pour analyser les tempêtes, nous avons utilisé deux algorithmes différents, également de différents collaborateurs. Nous les appelons des algorithmes de détection de fonctionnalités, mais nous avons cet ensemble de Big Data, et nous avons besoin de quelque chose qui peut tracer ces tempêtes pour nous. »
La simulation a permis aux chercheurs d'examiner les tempêtes individuelles toutes les six heures, ce qui est rarement rapporté comme la plupart des études paléoclimatiques considèrent les données annuelles ou moyennes.
« Nous arrivons à la météo à conduire les changements climatologiques. Je pense que cela aide beaucoup à connecter la recherche au changement climatique futur. Lorsque nous parlons de 1 ° de réchauffement, cela devient parfois sous-en-revue parce que les gens disent que ce n'est pas un gros problème », explique Tabor.
« Probablement, en soi, 1 ° change peu, mais nous constatons des changements dans la distribution des extrêmes. Ces rivières atmosphériques sont des phénomènes météorologiques extrêmes. Être capable de capturer cela dans le passé est important pour mettre l'avenir en contexte et les impacts sur la vie des gens. »
Schnaubelt ajoute que le 1 ° de réchauffement est la raison pour laquelle la recherche du paléoclimat est si importante. Alors que la température mondiale moyenne peut avoir augmenté de 1 ° ou 1,5 ° de degrés, certains endroits comme l'Arctique ont connu un réchauffement plus proche de 3 ° à 5 °, et le résultat a été que la Terre a vu le niveau de la mer augmenter entre 6 et 9 mètres (20 à 30 pieds). Des augmentations apparemment faibles de la température mondiale peuvent avoir un grand impact et nous le savons en regardant vers le passé.
Ce scénario n'est pas une comparaison individuelle exacte avec aujourd'hui, explique Tabor, en grande partie en raison de la différence des effets orbitaux d'ici à l'heure actuelle; Cependant, il existe de nombreuses similitudes.
« Je pense que la préoccupation est qu'il y a peut-être plus de similitudes que nous aimerions l'admettre avec une petite quantité de réchauffement, et comment cela peut affecter le niveau de la mer et les modèles mondiaux », explique Tabor.
Les chercheurs ont vu le plus grand signal de fusion dû aux rivières atmosphériques au début du dernier interglaciaire lorsque l'Arctique était à son plus chaud, mais le moment du minimum de la calotte glaciaire a été retardé lorsqu'ils ont vu le plus de perte de la calotte glaciaire, explique Schnaubelt. Cela met l'accent sur un aspect clé des calottes glaciaires, en ce qu'ils répondent aux signaux sur de très longues périodes.
« Les calottes glaciaires obtiennent certains de ces signaux de fusion très tôt, et ils continuent de fondre, même si le climat commence à retourner vers un état plus frais », explique Tabor. « Dans des simulations de changement climatique futur, nous voyons des situations similaires où même si nous cessons d'émettre du CO2les calottes glaciaires sont toujours hors d'équilibre. Il faudra des milliers d'années aux calottes glaciaires pour répondre à ce signal. «
Comprendre ces nuances et ces tendances nécessite plus d'études comme celle-ci, ce qui a été rendu possible en raison d'une immense ressource communautaire dans le projet de simulation NCAR, qui, selon Tabor, témoigne de l'importance de la recherche financée par le gouvernement fédéral.
« Il est important de continuer à soutenir ces projets qui semblent peut-être initialement être un coût et des efforts initiaux élevés, mais il continue d'être beaucoup de sciences importantes qui en découlent, y compris cette étude. »
