Classement des rivières atmosphériques : une nouvelle étude révèle un monde de potentiel

Des nuages ​​sombres troublent le ciel au-dessus de Pasadena, en Californie, lors d'un événement fluvial atmosphérique. Une série de neuf tempêtes de ce type a livré des quantités record de pluie et de neige à l'État et causé de nombreux décès entre fin 2022 et janvier 2023. Depuis, d'autres rivières atmosphériques ont inondé la Californie.

À l'instar des catégories d'ouragans, une échelle de gravité des tempêtes atmosphériques fluviales pourrait aider les communautés du monde entier à se comparer et à se préparer.

Les rivières atmosphériques - de vastes couloirs aériens de vapeur d'eau s'écoulant des tropiques de la Terre vers des latitudes plus élevées - peuvent diriger la pluie indispensable vers les terres desséchées. Mais sous une forme extrême, ils peuvent également causer des destructions et des pertes de vie, comme cela s'est produit récemment dans certaines parties de la Californie. Leurs effets, à la fois dangereux et bénéfiques, se font sentir à l'échelle mondiale.

Une nouvelle étude utilisant des données de la NASA montre qu'un système de notation récemment développé peut fournir une référence mondiale cohérente pour suivre ces "rivières dans le ciel". La recherche sur les rivières atmosphériques s'est largement concentrée sur les côtes ouest de l'Amérique du Nord et de l'Europe. Les nouvelles découvertes aident à élargir notre compréhension de la façon dont ces tempêtes surviennent, évoluent et affectent les communautés du monde entier. De plus, les cotes pourraient aider les météorologues à mieux avertir les gens de s'y préparer.

Le sondeur infrarouge atmosphérique (AIRS) de la NASA à bord du satellite Aqua a capturé une série de rivières atmosphériques qui ont touché une grande partie de l'ouest de l'Amérique du Nord au début de 2023, comme le montre cette animation montrant les températures des nuages. Les nuages ​​plus froids – représentés en bleu et violet – sont associés à de très fortes précipitations.

Les résultats ont également révélé un nombre croissant d'événements fluviaux atmosphériques dans le monde et à tous les niveaux, avec un pic d'activité dans les océans de latitude moyenne (ceintures tempérées à peu près entre 30 et 60 degrés nord et sud).

Pour aider à prévoir la force et les impacts potentiels des tempêtes lorsqu'elles touchent terre sur la côte ouest de l'Amérique du Nord, les météorologues de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego, ainsi que le National Weather Service, ont introduit une échelle de rivière atmosphérique (AR) en 2019. En les classant de 1 à 5, ou du plus faible au plus fort, les scientifiques ont cherché à différencier les tempêtes principalement bénéfiques des tempêtes principalement dangereuses. Selon une estimation, les pertes assurées dues aux dommages causés par les inondations sont multipliées par 10 à chaque échelon, les événements AR 5 étant liés à un montant médian de dommages de 260 millions de dollars dans l'ouest des États-Unis.

Bien que le terme "rivière atmosphérique" n'ait été inventé qu'en 1994, les impacts des tempêtes se sont fait sentir bien avant. Les scientifiques ont estimé qu'environ 300 millions de personnes dans le monde risquaient d'être inondées par les fleuves atmosphériques qui, en moyenne, transportent des quantités de vapeur d'eau plus du double du débit du fleuve Amazone. Un nombre croissant de recherches explorent comment ces tempêtes jouent un rôle essentiel dans la formation du cycle mondial de l'eau des Andes à l'Arctique, où l'on a récemment constaté que l'humidité des rivières atmosphériques fondait et ralentissait la récupération saisonnière de la glace de mer.

Un système fluvial atmosphérique qui a traversé l'océan Pacifique en 2017 est capturé ici en imagerie satellite par l'instrument AIRS de la NASA. Les scientifiques s'efforcent de comprendre comment ces puissantes tempêtes affectent les régions du monde au-delà de l'ouest de l'Amérique du Nord et de l'Europe.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont construit une base de données des événements fluviaux atmosphériques mondiaux de 1980 à 2020, en utilisant un algorithme informatique pour identifier automatiquement des dizaines de milliers d'événements dans l'analyse rétrospective de l'ère moderne pour la recherche et les applications, version 2 (MERRA-2), une ré-analyse de la NASA des observations atmosphériques historiques. Pour classer les événements, les auteurs de l'étude ont ensuite appliqué l'échelle atmosphérique de la rivière, qui est basée sur la durée prévue d'une tempête et le taux maximal de transport de vapeur d'eau.

Au cours des 40 années étudiées, les tempêtes de rang supérieur ont duré plus longtemps et se sont déplacées plus loin que les tempêtes de rang inférieur. La distance moyenne parcourue était d'environ 400 miles (650 kilomètres) avec AR 1 et d'environ 2 900 miles (4 700 kilomètres) avec AR 5, tandis que la durée de vie moyenne était d'environ 17 heures pour AR 1 et 110 heures pour AR 5. Les tempêtes de rang supérieur (AR 4 et AR 5) étaient moins fréquentes et avaient tendance à commencer leur cycle de vie plus près des tropiques tout en se terminant dans des régions plus froides et à des latitudes plus élevées.

De plus, les scientifiques ont détecté une augmentation de la fréquence atmosphérique des rivières pendant les fortes années d'El Niño.

"L'étude actuelle aide à mettre en évidence la portée mondiale des rivières atmosphériques, ainsi que leurs origines possibles, y compris dans des régions moins explorées où les conditions environnementales et les impacts sociétaux pourraient être différents de l'endroit où nous vivons actuellement [aux États-Unis]", a déclaré l'auteur principal Bin Guan, scientifique au Joint Institute for Regional Earth System Science and Engineering (JIFRESSE). L'institut est une collaboration entre l'Université de Californie à Los Angeles et le Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud.

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Une échelle uniforme peut être utile pour diagnostiquer les rivières atmosphériques à l'ère des communications instantanées, ont déclaré les scientifiques. Un avantage clé est que les cotes minimisent la confusion possible lors de la comparaison du même phénomène météorologique à travers les langues et les cultures. Ils ont noté que cela n'a pas été le cas pour certains événements météorologiques plus familiers, tels que les cyclones tropicaux, qui ont été classés en utilisant différents seuils dans différentes régions.

Guan et ses collègues ont déclaré que passer à l'étape suivante et traduire l'échelle en impacts spécifiques à la région nécessitera davantage de recherches prenant en compte les caractéristiques locales. Ils ont noté que de nombreux facteurs, de la géographie à la socio-économie, peuvent influencer la façon dont une tempête est perçue par ceux qui la traversent.

Jane J. Lee / Andrew Wang

Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californie.

818-354-0307 / 626-379-6874

[email protected] / [email protected]

Écrit par Sally Younger

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