Le changement climatique donne lieu à des conditions météorologiques plus instables, à des sécheresses locales et à des enregistrements de températures extrêmes, mais une théorie cohérente reliant le climat local et mondial est toujours en cours de développement. Maintenant, un étudiant danois en astrophysique à l’Institut Niels Bohr a utilisé une approche mathématique pour dévoiler comment l’augmentation de la température globale engendre un temps localement instable sur Terre.
Avec plus de 99% d’accord parmi les climatologues, il est maintenant clair que la Terre se réchauffe à l’échelle mondiale et que ce réchauffement est principalement d’origine humaine.
La température augmente plus rapidement que jamais et la Terre est probablement la plus chaude depuis plus de 100 000 ans. Depuis le début de la révolution industrielle il y a environ 250 ans, le monde s’est réchauffé de 1,1 °C.
Réchauffement global et local
Les changements climatiques des dernières années nous ont donné des records de chaleur extrême, comme l’année dernière, lorsque les Canadiens ont mesuré leur température la plus élevée à près de 50 °C; cinq degrés de plus que le record précédent !
Mais le problème ne se limite pas aux records de chaleur : vagues de froid, sécheresses, tempêtes et précipitations atteignent également de nouveaux sommets.
La façon dont le réchauffement climatique donne lieu à des extrêmes météorologiques locaux est un domaine de recherche actif, bien qu’il ne soit pas encore entièrement compris. Mais avec une nouvelle approche mathématique, l’étudiant en master Albert Sneppen vient de faire un pas de plus vers le lien entre l’augmentation de la température mondiale et l’instabilité du temps local.
Inspiration de l’univers primitif
Albert Sneppen passe son temps à étudier l’astrophysique au Cosmic Dawn Center, un centre de recherche fondamentale sous l’Institut Niels Bohr et DTU Space à Copenhague, et a l’habitude de réfléchir sur les trous noirs et les étoiles qui explosent. Un jour, il eut l’idée qu’une méthode normalement utilisée pour analyser la distribution de la lumière dans le ciel nocturne pouvait également être utilisée pour étudier la distribution des fluctuations de température à la surface de la Terre.
La méthode est notamment utilisée pour interpréter le rayonnement de fond dit cosmique hyperfréquence, également connu sous le nom de « rémanence du Big Bang ». Du coup, Albert Sneppen a vu une sorte de « coïncidence esthétique » entre la répartition de la chaleur à l’échelle universelle et à l’échelle terrestre.
« Pendant des décennies, le rayonnement thermique de l’Univers primitif a été étudié dans le ciel nocturne. Les chercheurs utilisent le soi-disant » spectre de puissance angulaire « qui vous indique à quel point toutes les parties du ciel nocturne, à la fois localement et globalement, sont connectées. Et c’est exactement ce que vous voulez dans la recherche sur le climat ; une méthode pour examiner toutes les échelles du changement climatique en même temps », explique Sneppen.
La structure du climat
La nouvelle perspective mathématique prend en charge des structures jusque-là inconnues dans le climat.
En plus de reproduire les températures de la Terre et de confirmer les tendances climatiques observées aux plus grandes échelles, il montre comment se créent les fluctuations météorologiques locales, c’est-à-dire aux petites échelles. Il s’avère que les fluctuations et les différences à grande échelle sont suivies de fluctuations et de différences à petite échelle.
« Lorsque nous, les humains, perturbons la température de la Terre aux plus grandes échelles, cela provoque des différences de température plus importantes à toutes les échelles dans des régions d’environ 2 000 km et jusqu’à 50 km », explique Sneppen.
En d’autres termes, le changement climatique fait que les différences de température augmentent localement – et avec de grandes différences de température viennent des conditions météorologiques encore plus extrêmes.
« L’instabilité et la volatilité du temps ont généralement augmenté depuis la révolution industrielle, mais ont surtout pris de l’ampleur au cours des 40 dernières années », explique Sneppen. « Avec plusieurs autres études théoriques et observationnelles, ce modèle indique que le temps deviendra encore plus instable dans les décennies à venir. »
L’article de Sneppen vient d’être publié dans Le Journal Physique Européen Plus.
Albert Sneppen, Le spectre de puissance du changement climatique, Le Journal Physique Européen Plus (2022). DOI : 10.1140/epjp/s13360-022-02773-w