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Quelles pluies pour demain ?

Vous êtes ici : » » Quelles pluies pour demain ? ; écrit le: 14 mai 2012 par imen modifié le 14 novembre 2014

Quelles pluies pour demain ?Quelles pluies pour demain ?

Le réchauffement climatique ne saurait se réaliser sans- une altération du régime des pluies : une augmentation de la température favorise l’évaporation à la surface des océans et entraîne en compensation des précipitations plus importantes en moyenne sur le globe. Néanmoins, toutes les régions ne sont pas soumises à ces changements de manière équivalente et tout le problème réside dans la prévision des effets régionaux.

Il faut préciser à ce propos que suivant les modèles, les prévisions sont variables. Les modèles décou­pent la surface du globe en «boîtes» élémentaires relativement grandes, de 250 à 500 km de côté, à l’intérieur desquelles on ne considère qu’une valeur moyenne des températures, précipitations et vents. La France, par exemple, est partagée en quatre ou maximum huit boîtes, représentées chacune par un seul point de grille du modèle. Avec un tel découpage du globe, les grandes chaînes de montagnes sont très «émoussées». Le massif de l’Himalaya, dont l’altitude est moyennée à l’intérieur de chaque boîte, est lissé à un niveau de 5000 m et la barrière des Andes, écrêtée, culmine à 1500 m. Il s’ensuit une représentation imparfaite des caractéristiques climatiques régionales, surtout pour les pluies qui sont très sensibles à la présence de barrières montagneuses. De plus, par rapport à la complexité des processus mis en jeu dans la nature, les modèles représentent d’une façon souvent très schématique les phénomènes météorologiques, ou météores, qui produisent la pluie.



Dans un monde plus chaud, les modèles s’accordent à prévoir des pluies plus abondantes dans les régions tropicales et aux hautes latitudes. En parti­culier, la mousson indienne pourrait être plus intense : poussé par un contraste thermique renforcé entre le continent et l’océan, l’air marin devrait pénétrer davantage à T’intérieur des terres et y décharger son excédent d’humidité sous forme de pluies torrentielles. Mousson plus faible dans les périodes de glaciation, plus intense pendant les périodes les plus chaudes, le passé témoigne en effet de la grande sensibilité de ce météore aux change- ‘ ments climatiques .

Des pluies plus abondantes sous les tropiques auraient des conséquences bénéfiques pour l’agricul­ture, mais elles pourraient être accompagnées de cyclones dévastateurs plus fréquents. Ceux-ci se développent au-dessus de mers chaudes, lorsque la température de l’eau dépasse 27 °C . Or, l’étendue de ces dernières est appelée à croître en cas de réchauffement global. Néanmoins, il s’agit là plus de présomptions que de prévisions. Les méca­nismes de formation des cyclones restent encore mal compris et les modèles climatiques représentent imparfaitement ces phénomènes de petite échelle. Sous nos latitudes, les prévisions diffèrent d’un modèle à l’autre et il est encore impossible d’affirmer quels changements risquent de se produire, excepté aux hautes latitudes, où les modèles pré­voient des pluies plus abondantes, surtout en hiver. Par contre, plusieurs modèles indiquent un nombre accru d’événements extrêmes, sécheresses et inonda­tions. Un avant-goût de tels changements nous a été donné en Europe avec les sécheresses estivales de 1989 et 1990 et les inondations de l’hiver 1995. Si de tels phénomènes devaient se produire plus fré­quemment, il est certain que notre vie et les activités économiques en seraient affectées. L’eau, que nous consommons sans modération comme si nous dis­posions d’une ressource inépuisable, pourrait bien devenir un sujet de préoccupation majeur dans un proche avenir.

Réchauffement et changements dans la répartition des pluies auront des répercussions sur les écosys­tèmes. Un déplacement des zones de végétation vers le pôle est le scénario le plus probable. On estime que les forêts pourraient migrer progressivement de 100 km par degré de réchauffement global moyen. L’étude des climats passés nous montre que les éco­systèmes, am ,i que les animaux et les hommes, peu­vent s’adapter à des changements climatiques. Mais, dans le cas présent, la rapidité de l’évolution pour­rait entraver leur adaptation. De plus, soumis au stress climatique, les arbres et les plantes pourraient devenir plus vulnérables aux pollutions locales, comme les pluies acides. C’est d’ailleurs ce qui semble s’être produit après les sécheresses de 1976 et 1983 en Europe, conduisant à une détérioration profonde des forêts des Vosges, de l’Allemagne orientale et de la Pologne.

En contrepartie, la concentration du gaz carbonique peut agir directement sur les écosystèmes en facili­tant la photosynthèse. Dans un milieu plus riche en gaz carbonique, la croissance de certaines plantes est activée. Mais dans quelle mesure ce processus contrebalancera-t-il les effets négatifs d’un réchauf­fement rapide ?

L’homme, acteur du réchauffement récent ?

La concentration des gaz à effet de serre a subi une forte augmentation depuis le début de l’ère indus­trielle. Or, si on considère le réchauffement prévu par les modèles sur le dernier siècle, les tempéra­tures devraient déjà être plus élevées que celles que nous observons. Ce résultat paradoxal est longtemps resté un sujet de débat, remettant en question la validité des prévisions des modèles.

En réalité, les gaz à effet de serre ne sont pas les seuls à avoir été modifiés par les activités indus­trielles. Les émissions de dioxyde de soufre ont éga­lement fortement augmenté, produisant une plus grande quantité d’aérosols de sulfate au-dessus des régions industrialisées. Ces petites particules, au contraire des gaz à effet de serre, n’agissent pas sur le rayonnement infrarouge mais réfléchissent le rayonnement solaire. De jour, elles contribuent à refroidir la température de l’air. Elles affaiblissent ainsi le réchauffement dû à l’augmentation des seuls gaz à effet de serre. En incluant gaz à effet de serre et aérosols de sulfate, les modèles prédisent une aug­mentation de température sur le dernier siècle tout à fait comparable au réchauffement mesuré.

Les aérosols permettent également d’expliquer cer­taines caractéristiques des observations, comme un réchauffement plus marqué dans l’hémisphère sud que dans l’hémisphère nord et un réchauffement plus intense la nuit que le jour. En effet, les aérosols sont présents en plus grande quantité dans l’hémi­sphère nord, plus industrialisé, où ils atténuent davantage le réchauffement dans cet hémisphère. De même, les aérosols n’agissent qu’en présence de rayonnement solaire et ne tempèrent pas l’effet de serre la nuit.

Cet ensemble de résultats a conduit le Groupe inter­gouvememental d’experts sur l’évolution du climat, le GIEC, à conclure en 1995 qu’un «faisceau d’élé­ments suggère qu’il y a une influence perceptible de l’homme sur le climat», renforçant la sensibilisation du public au problème du risque de réchauffement climatique. Néanmoins, les scientifiques restent pru­dents, car notre capacité à mesurer cette influence est encore limitée par la grande variabilité naturelle du climat et par les incertitudes qui sub­sistent sur les prévisions de réchauffement.

Incertitudes des prévisions

Pour un doublement de la concentration du gaz carbonique, la plupart des modèles prévoient un réchauffement de l’ordre de 2 à 3 °C mais la gamme complète des prévisions s’étale entre 1.5 er 4,5 °C. Or, cet écart d’amplitude d’un facteur de1 à 3 provient essentiellement de différences dans la représentation physique des nuages.

Dans les modèles existants, les processus de la microphysique des nuages sont schématisés d’une manière assez grossière. Dans la réalité, les micro­gouttelettes commencent par se former autour de noyaux de condensation. Ces micro-gouttelettes restent en suspension dans l’air où elles forment les nuages blancs qui voyagent au gré du vent. Pour que la pluie se déclenche, il faut que les gouttes d’eau deviennent suffisamment grosses et lourdes pour précipiter, ce qui se manifeste par une opacité plus grande aux rayons lumineux.

Dans les modèles, dès que l’humidité de l’air dépasse le seuil de saturation en vapeur d’eau, on suppose que l’excédent tombe immédiatement sous forme de pluie ou de glace. Certains modèles, cependant, tiennent compte d’une certaine quantité d’eau en suspension, ce qui introduit de nouveaux processus de rétroaction, dont certains sont néga­tifs. Par exemple, dans une atmosphère plus chaude, les nuages de glace sont remplacés par des nuages d’eau sous forme liquide. Or les goutte­lettes d’eau sont en moyenne plus petites et plus légères que les cristaux de glace, et résident plus longtemps dans l’air avant de précipiter. Le rem­placement des nuages de glace par des nuages d’eau liquide augmente donc l’opacité et favorise une plus forte réflexion des rayons lumineux. Une simulation incluant ce processus de rétroaction négative supplémentaire a fait passer le réchauffe­ment calculé de 5,2 °C à 1,9 °C, incitant à la pru­dence.

En outre, aucune des prévisions citées jusqu’à pré­sent ne tient compte du réservoir de chaleur consti­tué par l’océan mondial : seules les couches super­ficielles de l’océan en contact direct avec l’atmosphère ont été incluses. Or, les couches plus profondes de l’océan réagissent beaucoup plus len­tement que l’atmosphère à une perturbation des flux d’énergie. Plusieurs centaines, voire un millier d’années peuvent être nécessaires avant qu’une per­turbation s’y répercute.

Les différentes expériences numériques décrites ci- dessus ressemblent donc plus à un cas d’école qu’à une prévision réaliste de l’évolution du système cli­matique complet, océan et atmosphère. Dans la réalité, la quantité de gaz à effet de serre augmente progressivement et l’excédent de chaleur n’est pas seulement stocké dans les couches superficielles de l’océan mais est également entraîné progressive­ment par la circulation océanique vcts les fonds marins. Là, l’excédent d’énergie dilué dans une énorme masse d’eau ne peut produire qu’un infime réchauffement. La circulation profonde provoque un gigantesque mouvement de brassage, nécessai­rement très lent au vu de l’immensité des masses d’eau mises en jeu. Ce processus réduit sensible­ment, pour le moment, le réchauffement prévu sur la base du comportement de l’atmosphère seule. En 2100, le réchauffement pourrait atteindre entre 1 et 3,5 °C, et, plus probablement, une valeur proche de 2 °C.

Les modèles récents prennent en compte la totalité de la circulation océanique. Outre un retard, l’océan introduit des modifications importantes aux hautes latitudes, où l’intense  réchauffement prévu précédemment est très fortement atténué, au moins au-dessus des océans. Dans l’Atlantique Nord et l’océan austral entourant l’Antarctique, la plongée des eaux de surface emporte vers le fond la plus grande partie de l’excédent d’énergie, laissant les conditions climatiques en surface peu modi­fiées. Mais il ne s’agit que d’un répit. Emportée par les courants, la chaleur finira par rejoindre la sur­face et réchauffer l’atmosphère.

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