La saison des ouragans de l’Atlantique 2022 a officiellement commencé et les scientifiques de la NASA travaillent avec des partenaires de la NOAA, de la FEMA et d’autres organisations pour aider les communautés à se préparer à ces tempêtes et à réagir à leurs conséquences. Pour mieux comprendre comment les ouragans s’intensifient et se renforcent face au changement climatique, la NASA développe une technologie et des missions pour étudier notre planète natale en tant que système complexe et dynamique.
Mais quelle est la recette de la formation des ouragans et comment le comportement de ces tempêtes change-t-il alors que la tendance au réchauffement à long terme de la Terre se poursuit ? Les recherches de la NASA répondent à ces questions pour vous aider à comprendre comment l’excès de chaleur dans les océans de la Terre modifie la façon dont les ouragans se forment et évoluent.
1. Quelle est la recette d’un ouragan ?
Le nom général des « ouragans » est les cyclones tropicaux. En dehors des États-Unis, les gens appellent aussi ces tempêtes des typhons ou simplement des cyclones. En bref, les cyclones tropicaux sont des tempêtes avec des vents tourbillonnant rapidement autour d’un centre d’air chaud.
Les ouragans dépendent de quatre ingrédients principaux pour se former. Premièrement, ils ont besoin de chaleur ou d’énergie stockée dans la couche supérieure de l’océan. Cette teneur en chaleur de l’océan alimente une tempête similaire à la façon dont le carburant alimente un moteur. Deuxièmement, ils ont besoin d’une humidité élevée dans l’air, obtenue par l’évaporation des eaux océaniques au-dessus de 79 ° F (26 ° C). Au fur et à mesure que cet air humide monte et interagit avec l’air plus frais au-dessus, il crée et fait croître des nuages et des orages de plus en plus gros. Troisièmement, les ouragans ont besoin de vents favorables. À différentes hauteurs dans l’atmosphère, ces vents doivent être suffisamment faibles pour éviter de déchirer la tempête. Quatrièmement, les ouragans ont besoin d’une rotation de fond pour organiser les orages dispersés en une tempête plus grande qui tourne de plus en plus vite en forme de spirale caractéristique d’un cyclone. Une partie de ce spin provient du propre spin de la Terre lorsqu’elle tourne autour de son axe.
2. Comment le changement climatique interagit-il avec les ingrédients d’un ouragan ?
La chaleur de l’océan, l’humidité de l’air, le vent, tous ces ingrédients contribuent à la formation des ouragans. Et tous sont affectés par le changement climatique.
L’océan a absorbé 90% du réchauffement qui s’est produit au cours des dernières décennies en raison de l’augmentation des gaz à effet de serre, et les quelques mètres supérieurs stockent autant de chaleur que l’atmosphère terrestre entière. Mais la façon dont les vents interagissent avec cette chaleur ou cette énergie dans l’océan joue également un rôle important dans le sort d’une tempête, a expliqué Scott Braun, météorologue chercheur au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
« Si une tempête se déplace sur une couche peu profonde d’eau chaude, les vents plus forts peuvent suffisamment mélanger l’océan pour tirer cette eau plus profonde et plus froide et réduire l’énergie disponible pour la tempête », a déclaré Braun. « Cependant, si la profondeur de la couche chaude est assez grande, la tempête ne peut pas vraiment puiser dans cette eau plus froide, il y a donc moins de chances que cette eau plus froide agisse pour affaiblir la tempête. »
Les changements de vitesse et de direction du vent à différentes hauteurs, appelés cisaillement vertical du vent, peuvent faire ou défaire un ouragan. Il peut empêcher la formation d’orages en dispersant la chaleur et l’humidité. S’il est fort, il peut également briser une tempête existante en éloignant son sommet de son fond.
« Disons que vous avez un environnement où à bas niveau, les vents viennent de l’est à 8 km/h, et au sommet, ils viennent de l’ouest à 8 km/h », a déclaré Braun. « Vous avez des vents qui essaient de déplacer la tempête dans différentes directions en fonction de la hauteur, et cela a tendance à s’incliner au-dessus de la tempête et potentiellement à la déchirer. »
Dans les projections climatiques futures du comportement des ouragans, le cisaillement du vent est le plus grand joker, car il peut affaiblir ou renforcer les tempêtes dans différentes régions. Les recherches suggèrent que certaines régions du monde pourraient avoir des vents plus forts que d’autres en raison du réchauffement climatique, mais on ne sait pas comment cela se déroulera.
3. Le changement climatique signifie-t-il plus d’ouragans chaque saison ?
Non. Même si un océan chaud est un ingrédient clé de la formation des ouragans, les recherches montrent que ce réchauffement n’a pas influencé de manière significative le nombre d’ouragans de l’Atlantique qui se forment chaque année.
Cependant, comme les projections suggèrent qu’à mesure que l’océan se réchauffe, l’atmosphère retiendra également plus d’humidité pour former des nuages et alimenter les tempêtes, les scientifiques prévoient des ouragans plus forts et plus humides dans les années à venir. Autrement dit, bien que le réchauffement océanique n’augmente pas encore la fréquence des ouragans, cet excès de chaleur semble affecter différentes caractéristiques des ouragans qui se forment.
C’est pourquoi le Dr Mayra Oyola-Merced, physicienne de l’atmosphère au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, encourage les personnes vivant dans des endroits constamment exposés aux ouragans à suivre les conseils des autorités locales avant qu’une tempête ne frappe.
« Nous savons qu’en termes de réchauffement climatique avec l’augmentation des températures de surface de la mer, nous avons une probabilité plus élevée d’ouragans dans la partie extrême de l’échelle », a déclaré Oyola-Merced. « Parfois, même s’il s’agit d’une tempête de catégorie 1, vous pouvez recevoir beaucoup de pluie, de vents et d’ondes de tempête dommageables qui peuvent mettre des vies et des biens en danger. »
4. Comment le changement climatique affecte-t-il l’intensité des ouragans ?
Les recherches suggèrent qu’avec la hausse des températures, il est plus probable que les tempêtes subissent une intensification rapide, définie comme une augmentation de la vitesse des vents d’ouragan de 35 mph (ou environ 56 kilomètres par heure) en 24 heures. Ces changements rapides peuvent laisser les autorités et les communautés locales sur la trajectoire d’un ouragan sans avoir le temps de se préparer.
Déjà, l’intensification rapide semble être l’une des principales influences du réchauffement de l’océan sur le comportement des ouragans. Alors que les tempêtes qui s’intensifiaient rapidement se sont produites moins fréquemment au cours des dernières décennies, l’Atlantique produit maintenant environ une de ces tempêtes par saison, a déclaré Oyola-Merced. Et comme ce phénomène s’est produit plus souvent au cours des dernières décennies, les scientifiques commencent à peine à comprendre comment le prédire.
« La raison pour laquelle nous ne savons pas grand-chose à ce sujet est que jusqu’en 2005 environ, c’était une chose très rare qui se produisait », a déclaré Oyola-Merced. « Cela devient délicat parce que si vous avez une prévision quand quelque chose comme ça se produit, et que le modèle n’est pas capable de capturer cette intensification rapide, cela signifie que vous avez la mauvaise information et que vous donnez au public la mauvaise information. »
5. Le changement climatique ralentit-il les ouragans ?
Oui. Au cours des dernières décennies, les ouragans ont stagné davantage à l’approche des côtes, laissant tomber davantage de précipitations sur des endroits confinés. Les recherches montrent que les ouragans de l’Atlantique connaissent une réduction d’environ 17 % de leur vitesse de déplacement par rapport aux décennies précédentes, ce qui se traduit par une augmentation d’environ 25 % des précipitations, a expliqué Oyola-Merced.
« Plus un système passe de temps au-dessus de l’océan à se réchauffer maintenant avec cette eau extrêmement chauffée, plus vous allez également augmenter ses précipitations », a déclaré Oyola-Merced. « Quand vous avez un terrain déjà saturé, où il pleut constamment, et que vous arrivez avec une autre tempête pleine de précipitations, c’est la recette du désastre. »
Avec des données provenant de plus de 20 satellites, la NASA joue un rôle fondamental dans la science des ouragans. Avant, pendant et après un ouragan, les satellites de la NASA sont dans une position privilégiée pour identifier les impacts et aider les communautés à se préparer, à réagir et à se rétablir. Avec des outils tels que le portail de cartographie des catastrophes, l’agence soutient les gouvernements régionaux et les agences de gestion des catastrophes.
En matière de prévision opérationnelle, le rôle principal de la NASA réside dans son partenariat crucial avec la NOAA. La NASA conçoit, construit et lance la suite de satellites de la NOAA qui fournit les données qui alimentent spécifiquement les modèles numériques de prévision météorologique.