En examinant les données qui décrivent les quatre dernières décennies d’activité des ouragans et les conditions qui les ont façonnés, les chercheurs ont constaté que les taux de renforcement des ouragans près de la côte atlantique des États-Unis ont augmenté depuis 1979. Envisageant un avenir marqué par une dépendance continue aux combustibles fossiles, l’équipe constate que cette tendance est susceptible de se poursuivre.

Un monde plus chaud, a déclaré le climatologue Karthik Balaguru, est sur le point d’apporter des ouragans qui s’intensifient plus rapidement et, avec eux, un risque accru d’inondations sur la côte atlantique américaine. « Nos résultats ont de profondes implications pour les résidents côtiers, les décideurs et les décideurs », a déclaré Balaguru. « Et ce n’est pas spécifique à l’Atlantique. Cela se produit dans plusieurs régions côtières importantes à travers le monde. »

L’équipe de Balaguru a découvert qu’un phénomène côtier unique est au cœur de l’activité trépidante des ouragans. Un mélange de conditions environnementales causées par ce phénomène rend finalement le littoral plus propice au développement des ouragans. Le même mélange de conditions favorables aux ouragans n’apparaît pas dans le golfe du Mexique, que l’équipe a exploré. Mais ils pourraient se former dans de nombreuses autres régions, y compris celles proches de la côte est-asiatique et du nord-ouest de la mer d’Oman.

La nouvelle étude publiée dans Lettres de recherche géophysiqueun journal de l’American Geophysical Union, le lundi 17 octobre.

Lorsque les ouragans s’intensifient rapidement

Certaines tempêtes, comme l’ouragan Ian, dont les dégâts considérables sont encore en cours d’évaluation mais qui sont parmi les plus violents à s’approcher des côtes américaines, peuvent soudainement devenir graves. Suralimentés par des conditions favorables aux ouragans comme une surface de la mer plus chaude ou une plus grande humidité atmosphérique, ils peuvent rapidement s’intensifier, sautant plusieurs catégories parfois en peu de temps.

En raison de la vitesse à laquelle ils se forment, de tels ouragans peuvent échapper aux prédictions des meilleurs outils de la communauté des prévisionnistes. C’est pourquoi les membres de cette communauté, dont Balaguru, s’efforcent de mieux anticiper et comprendre les conditions qui entraînent une intensification rapide des ouragans.

La nouvelle étude révèle que de telles conditions productrices d’ouragans sont de plus en plus courantes le long de la côte atlantique des États-Unis. La clé de cet environnement changeant, a déclaré Balaguru, commence par le réchauffement. À mesure que les températures mondiales augmentent, la surface de la Terre se réchauffe. Mais ce réchauffement ne se produit pas uniformément. La surface de la Terre, après tout, n’est pas constituée d’un matériau uniforme. Roches, terre, eau, arbres — tout se réchauffe à des rythmes différents. Et la terre, par exemple, est généralement plus chaude que la mer.

Mais à mesure que les gaz à effet de serre s’accumulent, a déclaré la spécialiste de l’atmosphère Ruby Leung, la différence de température entre la terre plus chaude et la mer plus froide devient de plus en plus divergente. « Contrairement à l’océan avec un approvisionnement en eau illimité », a déclaré Leung, « il y a beaucoup moins d’eau dans le sol. Cela signifie que la terre ne peut pas évaporer autant d’eau, donc elle ne peut pas se débarrasser aussi rapidement de la chaleur supplémentaire piégée par les gaz à effet de serre. comme l’océan. » En effet, les cartes mondiales illustrant le réchauffement passé et futur montrent le schéma distinct du réchauffement des terres plus que celui de la mer. Cette différence de plus en plus forte peut créer des tempêtes plus fortes.

Qu’est-ce qui cause ces tempêtes plus humides et qui se développent plus rapidement ?

La nouvelle étude décrit des conditions uniques, favorables aux ouragans, qui résultent de cette différence de réchauffement. Au-dessus des terres plus chaudes, la pression atmosphérique est plus faible. Au-dessus de la mer plus froide, la pression atmosphérique est relativement plus élevée. L’air à haute pression souffle ensuite à l’intérieur des terres vers ces zones plus chaudes et à basse pression.

La rotation de la Terre guide ces vents dans une direction cyclonique et tordue. Cette rotation renforce quelque chose appelé « vorticité », un mouvement de rotation de l’air qui, dans ce cas, se produit au niveau le plus bas de l’atmosphère terrestre.

Ce mouvement de torsion attire l’air humide près de la surface de la Terre dans l’atmosphère. Les ouragans sont souvent décrits comme des « moteurs thermiques », aspirant continuellement de l’air chaud et humide et convertissant son énergie en vents destructeurs. Cette énergie provient de la condensation de la vapeur d’eau.

Lorsque la vapeur d’eau se condense, elle libère de l’énergie sous forme de chaleur. Lorsque l’air humide monte à l’intérieur du noyau de l’ouragan et se refroidit vers le haut, la vapeur d’eau se condense et émet de la chaleur. La chaleur réchauffe l’air à proximité, le faisant monter plus loin. Ce processus revigore la tempête.

Ajoutez des gaz à effet de serre qui réchauffent encore plus la terre, a déclaré Leung, et vous renforcez ce mouvement de torsion qui tire l’air humide vers le haut. Une surface de la mer plus chaude – également un produit du changement climatique – ajoute encore plus d’humidité.

Le cisaillement vertical du vent, cependant, peut jeter une clé dans le « moteur thermique » en injectant de l’air sec dans le cœur de la tempête, privant l’ouragan de chaleur et d’humidité. Mais l’équipe de Balaguru a découvert que cette force négative s’est affaiblie sur la côte atlantique américaine au cours des quatre dernières décennies, ce qui a aggravé le problème.

« L’environnement côtier est absolument devenu plus favorable aux ouragans près de la côte atlantique », a déclaré Balaguru, « et c’est très cohérent avec l’intensification croissante des ouragans que nous avons observée dans la région ».

Quel rôle joue le changement climatique ?

L’équipe voulait identifier le rôle que joue le changement climatique dans la formation de ces conditions favorables aux ouragans. Ils voulaient également explorer comment ces conditions pourraient changer au cours du reste du siècle.

En utilisant des modèles qui décrivent les conséquences qui en résulteraient dans une économie mondiale basée sur les combustibles fossiles, l’équipe a constaté que les mêmes conditions favoriseront de plus en plus le développement des tempêtes, ce qui augmentera encore les risques de tempêtes plus humides et se développant plus rapidement jusqu’en 2100.

Le cisaillement du vent s’affaiblira sur la côte atlantique. L’intensité potentielle, qui désigne l’intensité maximale qu’une tempête peut supporter dans les conditions dominantes, augmentera. L’humidité atmosphérique et le tourbillon près du rivage se renforceront également.

En faisant la moyenne de leurs résultats sur plusieurs modèles climatiques, l’équipe a réduit le « bruit » de la variabilité naturelle au sein du système climatique de la Terre. Après avoir comparé les modèles, ce qui restait principalement était le signal clair et distinct du changement climatique.

« Les modèles spatiaux de changement que nous observons sont cohérents d’un modèle à l’autre », a déclaré Balaguru, « ce qui signifie que ce que nous avons vu est probablement lié au changement climatique. La variabilité naturelle joue un rôle, mais dans une moindre mesure ».

Ces différences de température terre-mer de plus en plus marquées pourraient survenir dans d’autres zones côtières. Bien que cette recherche ne se soit concentrée que sur l’hémisphère nord, on s’attendrait à ce que la même chose se produise sur les côtes de l’hémisphère sud, a déclaré Balaguru. Parce que plus de tempêtes se produisent dans l’hémisphère nord, a-t-il ajouté, l’effet serait probablement plus répandu là-bas.

Les différences de température terre-mer ont également d’autres implications. « Par exemple, ils ont été associés à une aridité croissante sur les terres et à la saisonnalité changeante des précipitations dans certaines régions », a déclaré Leung. « Compte tenu du contraste de réchauffement terre-mer, cette étude ajoute une nouvelle et importante conséquence : des changements dans le comportement des ouragans dans les régions côtières qui pourraient affecter de grandes populations à travers le monde. »

Ce travail a été soutenu en partie par le programme de modélisation des systèmes terrestres et environnementaux du DOE au sein du Bureau des sciences. Des parties du travail ont été effectuées au National Energy Research Scientific Computing Center, une installation utilisateur du DOE Office of Science. En plus de Balaguru, les auteurs PNNL de ce travail incluent Ruby Leung et Wenwei Xu. Gregory Foltz, Dongmin Kim, Hosmay Lopez et Robert West de la National Oceanic and Atmospheric Administration sont également coauteurs.