La recherche met en évidence des liens entre des modèles climatiques distants


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  • Le Dust Bowl des années 1930, alimenté par un labour excessif à travers les Grandes Plaines et associé à une chaleur et une sécheresse record, semble avoir affecté des chaleurs extrêmes bien au-delà des États-Unis.

    De nouvelles recherches révèlent que les terres chaudes et exposées du centre des États-Unis pendant la sécheresse du Dust Bowl ont influencé les températures dans une grande partie de l’Amérique du Nord et aussi loin que l’Europe et l’Asie de l’Est. En effet, le réchauffement extrême des Grandes Plaines a déclenché des mouvements d’air autour de l’hémisphère nord de manière à supprimer la formation de nuages ​​dans certaines régions et, en combinaison avec l’influence des conditions océaniques tropicales, a conduit à enregistrer une chaleur à des milliers de kilomètres.

    « Les conditions chaudes et sèches sur les Grandes Plaines pendant le Dust Bowl ont propagé une chaleur extrême à d’autres régions de l’hémisphère nord », a déclaré Gerald Meehl, scientifique au National Center of Atmospheric Research (NCAR) et auteur principal de la nouvelle étude. « Si vous regardez les températures record quotidiennes, certaines de ces zones battent à peine les records établis dans les années 1930. »

    Pour déterminer l’impact climatique du Dust Bowl, l’équipe de recherche s’est appuyée sur les températures quotidiennes élevées et basses observées, ainsi que sur des modèles informatiques avancés du système climatique mondial. Ils se sont concentrés sur le rôle d’un modèle de téléconnexion, connu sous le nom d’onde 5, qui peut réguler les méandres des courants-jets et relier les modèles météorologiques lointains autour de l’hémisphère nord pendant l’été.

    L’étude a été publiée dans Rapports scientifiques. Il a été financé par la US National Science Foundation, qui est le sponsor du NCAR, ainsi que par le US Department of Energy.

    Démêler l’influence du Dust Bowl

    Le Dust Bowl est largement considéré comme l’une des pires catastrophes environnementales du pays. Les agriculteurs du début du XXe siècle ont labouré des millions d’acres de prairies indigènes dans une grande partie des Grandes Plaines pour planter du blé et d’autres cultures. Lorsqu’une sécheresse pluriannuelle a frappé dans les années 1930, les terres exposées sont devenues exceptionnellement chaudes et la couche arable s’est envolée, provoquant des tempêtes de poussière dévastatrices ainsi qu’une catastrophe sanitaire et économique.

    La nouvelle recherche souligne que les conditions météorologiques extrêmes s’étendaient bien au-delà du voisinage immédiat du Dust Bowl. Une grande partie de l’Amérique du Nord, du nord de l’Europe et de l’est et du nord-est de l’Asie ont connu une telle chaleur que certaines températures record des années 1930 ne sont dépassées que maintenant alors que les températures augmentent avec le changement climatique.

    Des recherches antérieures ont montré que les modèles de températures de surface chaudes et froides dans les océans tropicaux déclenchaient la sécheresse dans les Grandes Plaines. Ces conditions étaient associées à une paire de phénomènes multidécennaux connus sous le nom d’oscillation pacifique interdécennale (IPO) et d’oscillation atlantique multidécennale (AMO). La question posée par Meehl et ses co-auteurs était de savoir si de telles conditions océaniques pouvaient également expliquer le temps chaud et sec autour d’une si grande partie de l’hémisphère nord, ou si le Dust Bowl lui-même jouait un rôle.

    Pour démêler l’influence du Dust Bowl, les scientifiques ont d’abord utilisé un modèle de climat mondial basé sur le NCAR, connu sous le nom de Community Earth System Model (CESM). Ils ont exécuté une série de simulations sur le supercalculateur Cheyenne du NCAR-Wyoming Supercomputing Center pour voir si l’introduction en bourse et l’AMO pouvaient pleinement expliquer la répartition des températures extrêmes quotidiennes sur trois continents. Mais même s’ils ont défini le modèle pour capturer les conditions océaniques probables de l’époque, ils n’ont pas pu reproduire les températures quotidiennes élevées des années 1930.

    Ils se sont ensuite tournés vers une version du modèle atmosphérique CESM qui est un composant du modèle de système terrestre Exascale DOE Energy, et ont défini le modèle pour isoler l’influence de la chaleur extrême sur les Grandes Plaines au cours des années 1930. Cette fois, les résultats correspondaient étroitement aux enregistrements climatiques réels, indiquant que le Dust Bowl a généré une réaction atmosphérique qui, combinée aux conditions dans le Pacifique tropical et l’Atlantique, a déclenché une chaleur extrême dans de vastes zones de l’hémisphère Nord.

    « Lorsque vous mettez l’influence de la sécheresse des Great Plains Dust Bowl dans le modèle, vous obtenez une chaleur record dans les zones où nous les avons vues dans l’hémisphère nord au cours des années 1930 », a déclaré Meehl.

    Influence de la Vague-5

    Une analyse supplémentaire des simulations a révélé la raison pour laquelle le Dust Bowl avait un effet si prononcé sur d’autres régions : il a généré une série de mouvements verticaux de grande envergure dans l’atmosphère. De tels mouvements sont connus sous le nom de téléconnexion wavenumber-5 ou wave-5 – ainsi nommée parce qu’elle se compose de cinq paires de caractéristiques alternées de haute et basse pression qui encerclent le globe le long des courants-jets.

    Dans ce cas, le réchauffement intense de la surface des Grandes Plaines a créé un mouvement ascendant d’air chaud, qui s’est ensuite déplacé vers le bas dans les zones environnantes, supprimant la formation de nuages ​​sur une grande partie du nord des États-Unis et du Canada. Il a également produit de l’air descendant qui a supprimé les nuages ​​dans d’autres régions de l’hémisphère nord, permettant à plus de lumière solaire d’atteindre la surface et entraînant une hausse des températures. Dans le même temps, la configuration a permis aux vents chauds du sud d’atteindre le nord jusqu’à la Scandinavie et l’Asie orientale. Ces vents ont contribué à la chaleur extrême sur une grande partie de l’Europe du Nord et des parties de l’Asie de l’Est.

    Meehl a déclaré que l’étude aide à éclairer la façon dont les conditions sur une partie de la planète peuvent affecter l’atmosphère à des milliers de kilomètres. Les scientifiques connaissent depuis longtemps l’influence climatique des vastes océans tropicaux, qui pompent d’énormes quantités d’air relativement humide et chaud affectant les conditions météorologiques dans le monde entier, comme El Niño. Mais il s’est avéré plus difficile de démêler les liens qui découlent des conditions sur de plus petites superficies de terres aux latitudes moyennes, en particulier pendant l’été.

    « Il s’agit d’un mécanisme qui est né d’une manière unique de l’influence humaine – non pas en brûlant des combustibles fossiles mais en labourant le tiers médian des États-Unis », a déclaré Meehl. « Il est possible que des sécheresses régionales intenses à l’avenir puissent également influencer les températures extrêmes dans l’hémisphère nord. »

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