Des cernes d’arbres vieux de 300 ans confirment la récente augmentation des précipitations provoquées par les ouragans

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Les cyclones tropicaux comme l’ouragan Ida peuvent provoquer de graves inondations, provoquant des perturbations, des dommages et des pertes de vie. Comme de nombreux autres types de conditions météorologiques, les cyclones tropicaux et les ouragans sur la côte est des États-Unis sont devenus plus extrêmes au cours des dernières décennies. Bien qu’il existe une certaine controverse sur l’étendue de l’augmentation de l’intensité, il est prouvé que ces tempêtes se déplacent plus lentement que par le passé. Ce mouvement plus lent fait que les tempêtes durent plus longtemps et produisent plus de pluie. Cependant, comme les enregistrements météorologiques conventionnels ne remontent qu’à 1948, on ne sait pas à quel point ces cyclones lents sont inhabituels par rapport aux modèles météorologiques antérieurs.

Une étude récente aborde cette question en utilisant les cernes des arbres pour reconstituer des centaines d’années de niveaux de précipitations cycloniques saisonnières. Les arbres étudiés, certains âgés de plus de 300 ans, montrent que les précipitations extrêmes ont augmenté de 2 à 4 mm par décennie, entraînant une augmentation cumulée des précipitations pouvant atteindre 128 mm (cinq pouces) par rapport au début des années 1700. Les augmentations les plus importantes se sont produites au cours des 60 dernières années, et les extrêmes récents sont inégalés par les événements antérieurs.

Au-delà de l’établissement de ces enregistrements historiques reconstruits, les chercheurs travaillent avec ces ensembles de données pour améliorer les prévisions de ce à quoi cette région pourrait s’attendre à l’avenir.

Bon pour la croissance, au moins pour les arbres

Dans un travail antérieur, le Dr Justin Maxwell et ses collaborateurs ont découvert que les pins à longues feuilles de la côte est des États-Unis pouvaient servir d’indicateurs des précipitations des cyclones tropicaux, tels que mesurés par les bandes de croissance des arbres en fin de saison (juin à octobre). Ces études plus petites et plus locales ont indiqué que les niveaux de précipitations récents étaient bien supérieurs à tout ce que les arbres avaient connu plus tôt dans leur vie.

C’est une découverte inattendue, car les enregistrements des cernes des arbres montrent généralement des preuves de conditions météorologiques extrêmes dispersées tout au long de leur histoire, bien que la fréquence puisse varier. La découverte a incité la nouvelle étude, qui a vérifié si ce modèle se maintenait sur une zone plus large.

« Souvent, les reconstructions des cernes d’arbres nous montrent que le climat extrême que nous avons enregistré avec des instruments (stations météorologiques) au cours des 120 dernières années a été dépassé dans le temps », a déclaré le Dr Justin Maxwell à Ars Technica. « Nos recherches antérieures ont montré que les extrêmes récents étaient inégalés dans le passé – toutes les valeurs les plus élevées sont pour la plupart depuis les années 1990, ce qui était une grande surprise, et cela nous a encouragés à échantillonner une zone plus large pour voir si cette augmentation était locale ou présente sur une période région plus vaste.

En combinant des ensembles de données existants avec deux nouveaux emplacements, les chercheurs ont inclus des arbres d’un total de sept sites en Caroline du Nord et du Sud. En Amérique du Nord, cette région reçoit le plus de pluie des cyclones tropicaux, et elle possède également le record le plus complet au monde de ce type de précipitations.

Les nouveaux ensembles de données comprenaient une sélection d’échantillons de 13 à 36 arbres anciens par site (pris de manière à causer des dommages minimes aux arbres), ainsi que des souches. L’étape suivante des chercheurs consistait à calibrer leur modèle en comparant les modèles de cernes des arbres aux mesures de précipitations connues de 1948 à nos jours.

Reconstruire le passé pour prédire l’avenir

Comme on pouvait s’y attendre, les cernes des arbres sont plus représentatifs des précipitations saisonnières que de la fréquence ou de l’extrémité des tempêtes individuelles. Mais les modèles de croissance suggéraient clairement moins de précipitations pendant la saison des cyclones au cours des siècles passés.

Une année avec beaucoup de pluie ne signifie pas nécessairement qu’une tempête géante est passée. « [It] pourrait représenter les précipitations d’un seul ouragan, ou il pourrait s’agir de plusieurs ouragans », a écrit Maxwell. « Ce que nous avons trouvé dans cet article, c’est que cette région reçoit plus de précipitations de cyclones tropicaux pendant toute la saison. » Alors que les chercheurs sur le terrain débattent encore de la cause, beaucoup ont suggéré qu’elle était liée à la tendance des tempêtes à se déplacer plus lentement dans la région.

À l’échelle mondiale, les vitesses de translation des cyclones ont diminué jusqu’à 10 % au cours des 70 dernières années en raison de l’affaiblissement des courants de vent mondiaux. « Cette [increased precipitation] C’est parce que les ouragans traînent dans une zone plus longtemps qu’avant », a expliqué Maxwell.

L’équipe étend sa reconstruction historique en incluant des échantillons de tout le sud-est des États-Unis. Le co-auteur de l’étude, le Dr Joshua Bregy, collabore également avec d’autres experts pour déterminer si ces reconstructions peuvent être utilisées pour aider à projeter ce que nous pourrions attendre des futures saisons cycloniques.

« Sur la base de nos connaissances actuelles du système climatique mondial, dans un monde plus chaud, les vents mondiaux seront plus faibles, et nous le voyons déjà se produire », a déclaré Maxwell. « Si le réchauffement se poursuit, comme prévu, ces vents mondiaux continueront d’être faibles. Les vents mondiaux sont ce qui oriente les cyclones tropicaux, donc des vents plus faibles entraînent des trajectoires de tempête plus sinueuses et des tempêtes bloquées à un endroit, produisant plus de précipitations. Par conséquent, ces totaux saisonniers importants de cyclones tropicaux sont susceptibles de se poursuivre dans le futur. »

PNAS, 2021. DOI : 10.1073/pnas.2105636118

KED Coan est un journaliste indépendant qui couvre des sujets sur le climat et l’environnement à Ars Technica. Elle est titulaire d’un doctorat en chimie et biologie chimique.

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