Comment le changement climatique affecte-t-il les tempêtes hivernales aux États-Unis ?

Avec des conditions météorologiques hivernales extrêmes qui se sont abattues sur les États-Unis cette semaine, une question dans l’esprit de beaucoup de gens est la suivante : comment le changement climatique affecte-t-il les tempêtes hivernales ? J’ai eu la chance d’en discuter avec une experte de renommée mondiale, la Dre Jennifer Francis, scientifique principale au Woodwell Climate Research Center.

Rachel: Merci beaucoup d’avoir parlé avec nous. Pouvez-vous commencer par la façon dont le changement climatique affecte généralement le climat hivernal aux États-Unis ?

Dr Francis : En moyenne, les hivers se réchauffent et nous battons beaucoup moins de records de froid que de records de chaud aux États-Unis et dans le monde. C’est juste la moyenne, et c’est une connexion très intuitive et logique alors que le globe continue de se réchauffer.

Le changement climatique affecte également indirectement les tempêtes hivernales, ce qui rend ces événements extrêmes plus fréquents. C’est moins intuitif et c’est un domaine de recherche très actif, mais nous commençons à comprendre comment ces événements extrêmes se produisent plus souvent à cause du changement climatique.

Par exemple, cela fait que les tempêtes ont plus de carburant sous forme de vapeur d’eau et de chaleur, plus d’humidité, et par conséquent, ces tempêtes déversent plus de précipitations.

Rachel: Pouvez-vous expliquer plus en détail comment le changement climatique affecte les tempêtes hivernales aux États-Unis ?

Dr François: De nombreux facteurs jouent un rôle. Certains sont directs, et d’autres beaucoup moins directs – ce sont des domaines de recherche brûlants en ce moment.

En se concentrant sur les gros cyclones à la bombe (grosses tempêtes comme la tempête hivernale Elliott, qui a frappé une grande partie des États-Unis à la fin de l’année dernière), ces tempêtes sont affectées de plusieurs manières directes.

Le réchauffement de l’océan est particulièrement important. Tout d’abord, à mesure que nous réchauffons l’océan, cela crée un plus grand contraste de température avec les températures terrestres lorsque l’air arctique plonge vers le sud. Les eaux au large de l’Atlantique se sont réchauffées de plusieurs degrés et les tempêtes se nourrissent du contraste de température.

Un autre facteur est qu’il y a plus d’évaporation de la terre et de l’océan à mesure que le globe se réchauffe, donc il y a plus de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Lorsque cette vapeur se condense en gouttelettes nuageuses, elle libère beaucoup de chaleur dans l’atmosphère, et c’est quelque chose que les tempêtes utilisent comme carburant, c’est ce qu’on appelle la chaleur latente.

L’autre chose est que cette vapeur d’eau fournit plus d’humidité pour les tempêtes, ce qui entraîne des événements de fortes précipitations plus fréquents, ce qui a été clairement observé. Ces fortes précipitations augmentent à leur tour l’intensité des impacts des tempêtes hivernales.

Il y a aussi des influences moins directes, notamment la façon dont le changement climatique affecte le jet stream, qui est responsable de la création de la quasi-totalité de nos conditions météorologiques. C’est sur cela que portent mes recherches.

Nous savons que l’Arctique se réchauffe quatre fois plus vite que le globe dans son ensemble, ce qui réduit la différence de température nord/sud. Et la différence de température nord/sud est le principal facteur qui crée le courant-jet.

Le courant-jet est cette rivière de vent rapide d’ouest en est d’environ sept milles de haut où volent les jets. Au fur et à mesure que les vents du jet-stream d’ouest s’affaiblissent, nous le voyons prendre de plus grandes oscillations nord / sud ou devenir plus ondulés. Nous nous attendons à ce que ces modèles de courant-jet ondulé se produisent plus souvent avec un courant-jet plus faible.

C’est ce qui s’est passé avec Winter Storm Elliott. Le réchauffement de l’Arctique est probablement l’un des facteurs qui y contribuent. Et cela est également lié au changement climatique.

Il y a aussi une vague de chaleur océanique dans le Pacifique qui dure depuis plusieurs mois. Lorsque nous les obtenons, le courant-jet a tendance à se gonfler vers le nord au-dessus de la zone d’eau anormalement chaude. Considérez le courant-jet comme une corde à sauter – si vous le lancez vers le nord, il a un effet en aval.

Si vous pouvez imaginer une grosse vague bombée vers le nord au-dessus de l’Alaska, puis prendre un grand plongeon vers le sud, c’est ce qui permet à tout cet air froid de l’Arctique de s’échapper de l’extrême nord et de plonger vers le sud. La canicule océanique favorise les renflements vers le nord. Ce n’est pas donné, mais cela le favorise.

L’un de ces effets est de faire pénétrer ces creux dans le courant-jet plus au sud. Ce qui rend ces vagues de froid si dévastatrices, c’est que lorsqu’elles pénètrent si loin au sud, elles affectent les communautés qui ne sont pas équipées pour faire face aux températures glaciales et aux vents violents. C’est ce qui s’est passé il y a deux ans au Texas. On l’a revu avec Winter Storm Elliott.

Rachel : Et le vortex polaire ?

Dr Francis : Le terme « vortex polaire » a été largement mal utilisé et mal compris. Le vortex polaire n’affecte pas directement la surface. Il ne vous apporte pas cet air froid directement. Le vortex polaire est très haut dans la stratosphère (à environ 30 milles), au-dessus du pôle Nord, et seulement en hiver. Il tourne normalement autour d’une trajectoire circulaire centrée sur le pôle Nord. De temps en temps, il est perturbé, ce qui signifie qu’il peut s’allonger en forme de haricot ou même se diviser en différentes circulations. Lorsqu’il est perturbé, nous avons tendance à voir des phénomènes météorologiques hivernaux extrêmes.

Une autre façon de penser au vortex polaire est comme une toupie. Ce que nous voyons très clairement, c’est que la région au nord-ouest de la Russie — connue sous le nom de mers de Barents et de Kara — est l’une des régions arctiques où les choses se réchauffent le plus rapidement et où la banquise disparaît le plus rapidement.

La chaleur accumulée dans l’eau libre ici pendant l’été est relâchée dans l’atmosphère à l’automne, créant une bulle de chaleur, qui se trouve généralement juste sous les vents forts du vortex polaire. Si la bulle de chaleur est assez forte et dure assez longtemps, elle peut pousser cette toupie, la faisant vaciller, entraînant éventuellement une perturbation du vortex polaire. En raison des émissions humaines, la région se réchauffe rapidement et les preuves suggèrent que les perturbations des vortex polaires se produisent plus souvent en conséquence.

Le vortex polaire peut avoir une influence sur le courant-jet et faire pénétrer plus au sud les pendages vers le sud. Cela peut également prolonger la durée des épisodes de rhume. Il n’est pas correct de dire « le vortex polaire arrive ». Ce qui se passe, c’est que les perturbations du vortex polaire (qui, encore une fois, est très haut dans la stratosphère) peuvent envoyer l’énergie des vagues vers le bas dans le courant-jet, le rendant plus ondulant et permettant à l’air arctique de pénétrer plus au sud.

Nous pensons que le vortex polaire est affecté par le changement climatique, mais c’est toujours un domaine de recherche très actif.

Il se passe beaucoup de choses. N’importe lequel de ces facteurs ou une combinaison de ces facteurs peut jouer un rôle à tout moment en ce qui concerne une tempête hivernale extrême. Il est difficile de démêler les facteurs qui jouent les rôles les plus importants. Dans le cas de la tempête hivernale Elliott, nous avons vu tous ces facteurs en place et avons peut-être contribué à cet événement hautement perturbateur.

Rachel : Y a-t-il autre chose que vous aimeriez partager avec les lecteurs ?

Dr François: Il y a peut-être un côté positif à cela. Ces événements extrêmes et perturbateurs piquent l’intérêt des gens. C’est l’occasion d’éduquer les gens sur la façon dont le changement climatique les affecte et nuit aux individus et aux communautés en ce moment.

Lorsque vous avez l’attention des gens, c’est une chance d’apporter la science du climat. Il est extrêmement important d’y penser et de planifier, car des endroits comme le Texas et la Louisiane verront ces événements plus souvent.

Article de Rachel Licker

Publié à l’origine par Union of Concerned Scientists, The Equation,