Nouvelles recherches montrent comment le réchauffement climatique perturbe nos précipitations

28 juillet 2024

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corrigé par Steven Sherwood et Anna Ukkola, The Conversation

Les résultats de nouvelles recherches montrent que le siècle dernier de réchauffement d'origine humaine a augmenté la variabilité des précipitations sur plus de 75% des terres émergées de la Terre, en particulier en Australie, en Europe et dans l'est de l'Amérique du Nord.

Les résultats, obtenus par des chercheurs chinois et le Met Office du Royaume-Uni, ont été publiés dans la revue Science. Ils fournissent les premières preuves observationnelles systématiques indiquant que le changement climatique rend les schémas mondiaux de précipitations plus volatils.

Les modèles climatiques avaient prédit une aggravation de cette variabilité sous l'effet du changement climatique. Mais ces nouvelles découvertes montrent que la variabilité des précipitations a déjà empiré au cours des 100 dernières années, en particulier en Australie.

Les études antérieures sur les enregistrements d'observations se sont soit concentrées sur les pluies moyennes à long terme, qui ne changent pas de manière systématique à l'échelle mondiale, soit sur les épisodes extrêmes de précipitations pour lesquels les changements sont difficiles à mesurer avec précision. Cette étude se penche uniquement sur la variabilité, qui se réfère à la disparité dans le timing et la quantité des précipitations.

Les résultats sont cohérents avec des recherches antérieures, y compris les nôtres. Cela signifie que les périodes sèches sont plus sèches qu'avant, et les périodes pluvieuses sont plus humides.

De manière alarmante, le problème s'aggravera avec la poursuite du réchauffement climatique. Cela accroît le risque de sécheresses et d'inondations, un problème pertinent pour l'Australie.

La recherche montre une augmentation systématique de la variabilité des précipitations depuis les années 1900. La variabilité des précipitations au jour le jour a augmenté de 1,2 % par décennie à l'échelle mondiale. La tendance était encore plus prononcée dans la seconde moitié du siècle, après 1950.

L'augmentation de la variabilité signifie que les pluies sont maintenant réparties de manière plus inégale dans le temps. Cela peut signifier qu'une année de pluie à un endroit donné tombe désormais sur moins de jours. Cela peut également signifier que de longues périodes sèches sont entrecoupées de fortes averses, ou de sécheresses et inondations se succédant rapidement.

Les chercheurs ont examiné les données d'observation et ont constaté qu'au cours des années 1900, la variabilité des précipitations a augmenté sur plus de 75% des zones terrestres étudiées. L'Europe, l'Australie et l'est de l'Amérique du Nord ont été particulièrement touchés. Ce sont des régions pour lesquelles des observations détaillées et de longue durée sont disponibles.

Dans d'autres régions, la tendance à long terme de la variabilité des précipitations était moins marquée. Les auteurs ont indiqué que cela pourrait être dû à des changements aléatoires dans la variabilité, ou à des erreurs dans les ensembles de données.

L'augmentation de la variabilité des précipitations quotidiennes s'est produite dans les quatre saisons à l'échelle mondiale, bien que des différences saisonnières soient apparues à des échelles régionales plus petites.

Les auteurs affirment que cette augmentation est largement due aux émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine, qui ont créé une atmosphère plus chaude et plus humide, des événements pluvieux plus intenses et des variations plus importantes entre eux.

Ils affirment que ces découvertes posent de nouveaux défis pour les prévisions météorologiques et climatiques, ainsi que pour la résilience et l'adaptation des sociétés et des écosystèmes.

Pour mieux comprendre ces découvertes, il est utile de comprendre les facteurs qui déterminent la quantité de fortes pluies qu'une tempête produit — et comment ces facteurs sont affectés par le réchauffement climatique.

Le premier facteur est la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air. L'air chaud peut contenir plus d'humidité. Chaque degré de réchauffement planétaire entraîne une augmentation de 7 % de la quantité moyenne de vapeur d'eau sur une parcelle de la surface donnée.

Les scientifiques connaissent ce problème depuis longtemps. La Terre s'est réchauffée de 1,5 °C depuis la révolution industrielle — ce qui équivaut à une augmentation de 10 % de la vapeur d'eau dans la basse atmosphère. Ainsi, cela conduit les tempêtes à produire davantage de pluie.

Le deuxième facteur est la force des vents de tempête, et le troisième est la facilité avec laquelle de gros gouttes de pluie se forment à partir de plus petites particules nuageuses. Plus de recherches sont nécessaires pour comprendre comment ces facteurs sont affectés par le changement climatique, mais les preuves actuelles suggèrent qu'ils amplifient ensemble les augmentations des précipitations sur de courtes périodes de temps et pour des tempêtes très extrêmes, tout en réduisant les augmentations pour les tempêtes plus faibles.

Les découvertes publiées la nuit dernière confirment les recherches menées par nous et d'autres sur la variabilité des précipitations en Australie.

L'analyse des totaux quotidiens de précipitations extrêmes à travers l'Australie dans des simulations actuelles et futures a révélé que les augmentations futures étaient susceptibles de dépasser les attentes de nombreuses études passées. Les précipitations devraient augmenter plus nettement lors des événements les plus extrêmes, et cela semble se produire presque partout sur le continent.

En 2022, nous avons examiné les précipitations heure par heure à Sydney en utilisant des données radar. Nous avons constaté que les précipitations horaires maximales ont augmenté de 40% à Sydney au cours des deux dernières décennies.

Nos conclusions ont des implications majeures pour la préparation de Sydney face aux inondations éclair. Des averses plus intenses risquent de dépasser les systèmes d'assainissement des eaux pluviales conçus pour les conditions passées. Mais il n'est pas clair dans quelle mesure cette augmentation régionale remarquable des pluies sévères est due au changement climatique, ni à quel point elle est répandue. 

La variabilité croissante signifie également un risque accru de sécheresse. Les modèles climatiques suggèrent que la variabilité des précipitations dans de nombreuses régions d'Australie continuera d'augmenter, à moins que les émissions de gaz à effet de serre ne soient rapidement réduites. Un changement sur seulement quelques jours de fortes précipitations peut faire ou défaire une sécheresse en Australie. Cela signifie que même de petits changements dans la variabilité peuvent entraîner des sécheresses plus dévastatrices à l'avenir, alors que les périodes sèches deviennent plus sèches. Les décideurs politiques sont souvent trop concentrés sur le fait de savoir si leur région devient globalement plus humide ou plus sèche. Mais comme le montre cette nouvelle recherche, c'est la variabilité qui devrait les inquiéter. Cette volatilité peut se traduire par des sécheresses plus graves. Ou cela pourrait vouloir dire des augmentations beaucoup plus importantes des pluies extrêmes et des inondations.