Les incendies de forêt occidentaux déclenchent des tempêtes plus fortes dans les États sous le vent

Une nouvelle étude montre pour la première fois que les incendies de forêt qui brûlent dans les États de la côte ouest peuvent renforcer les tempêtes dans les États sous le vent. La chaleur et les minuscules particules en suspension dans l’air produites par les incendies de forêt dans l’ouest intensifient de loin les violentes tempêtes, provoquant dans certains cas une grêle de la taille d’une balle de baseball, des pluies plus fortes et des inondations soudaines dans des États comme le Colorado, le Wyoming, le Nebraska, le Kansas, l’Oklahoma et les Dakotas.

En règle générale, les incendies de forêt et les tempêtes dans l’ouest du centre des États-Unis sont séparés par des saisons. Cependant, comme les incendies commencent plus tôt chaque année, les deux événements se rapprochent désormais.

Scientifique de la terre Jiwen Fan, chercheur de laboratoire au Département de l’énergie Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique, a commencé à enquêter sur une relation entre les deux phénomènes lorsqu’elle a remarqué que les incendies de forêt de l’ouest de 2018 se chevauchaient avec des tempêtes dans le centre des États-Unis. Elle a découvert que les deux événements se sont produits simultanément pendant une semaine. En regardant plus loin, Fan a découvert que c’était la première fois que ces tempêtes et incendies de forêt se produisaient en 20 ans, où les tempêtes duraient plus de quatre jours.

« J’ai pensé qu’il y avait peut-être une sorte de lien là-bas », a déclaré Fan, qui a dirigé la nouvelle étude. Son équipe a utilisé des données décrivant les niveaux de grêle et de pluie des tempêtes, ainsi que les incendies et les panaches de fumée, pour explorer un mécanisme possible derrière la connexion. Le groupe a utilisé des modèles météorologiques qui suivent la chaleur et les particules de fumée pour explorer comment les incendies pourraient influencer à distance la météo.

« Nous devons être prudents et informés », a déclaré Fan. « Plus nous comprenons les facteurs contributifs derrière des tempêtes comme celle-ci, qui causent des pertes massives de biens, mieux nous serons en mesure de nous y préparer. Et, en examinant le climat futur, nous savons que les incendies de forêt vont augmenter, en particulier dans l’ouest. »

« Les tempêtes violentes dans le centre des États-Unis devraient également augmenter », a ajouté Fan. « Par conséquent, il est raisonnable de s’attendre à ce que ces événements concomitants se produisent plus fréquemment, et l’impact des incendies de forêt occidentaux sur les tempêtes centrales pourrait devenir de plus en plus important à l’avenir. »

Ciel enfumé, tempêtes plus fortes

Qu’y a-t-il derrière la relation ? Commençons par les incendies qui font rage dans l’ouest des États-Unis. Lorsqu’ils brûlent, ces incendies libèrent des niveaux de chaleur incroyables. Certains des incendies, par exemple, ont réchauffé la zone d’incendie 10 à 40 fois plus que les températures de fond typiques en juillet. Ils libèrent également des particules de fumée gonflées, appelées aérosols.

Cette chaleur crée une forte différence de pression atmosphérique. Près des feux, la pression atmosphérique est élevée. Dans le centre des États-Unis orageux, la pression atmosphérique est généralement plus faible. Au fur et à mesure que la haute pression s’accumule près du feu, l’air environnant s’écoule vers de l’air à basse pression, renforçant le vent qui circule déjà d’ouest en est.

Ces vents d’ouest plus forts transportent ensuite des aérosols de fumée des États de l’ouest vers le centre. Tout au long de leur voyage, les vents ramassent et transportent également l’humidité atmosphérique. Maintenant transportée dans les tempêtes qui se préparent au-dessus du centre des États-Unis, la plus grande concentration d’humidité et d’aérosols déclenche une série de réactions de renforcement de la tempête.

Comme les gouttelettes d’eau qui s’accumulent sur les aiguilles d’un séquoia, les aérosols offrent une surface supplémentaire sur laquelle la vapeur d’eau peut se condenser. Lorsque l’eau se condense, elle libère de la chaleur. Cette chaleur supplémentaire fournit de l’énergie qui renforce les tempêtes. Lorsqu’un orage est suffisamment fort, les gouttelettes d’eau condensées gèlent et commencent à former des grêlons.

À l’intérieur de la tempête, de forts courants ascendants soulèvent à plusieurs reprises les grêlons. Chaque seconde qu’un grêlon passe à l’intérieur de la tempête est un autre moment où il peut collecter plus de gouttelettes d’eau refroidies, créant un grêlon de plus en plus gros, comme une ficelle après l’autre ajoutée à une pelote de ficelle. Une fois que les pierres deviennent trop lourdes pour être soulevées par les courants ascendants de la tempête, elles tombent, causant des dommages aux cultures, aux bâtiments, aux voitures et parfois aux personnes.

Les incendies de forêt locaux dans le centre des États-Unis ont également renforcé les mêmes tempêtes, selon l’étude, mais à un degré moins important. Ces incendies de forêt sont beaucoup plus faibles que leurs homologues occidentaux. Le groupe de fans prévoit de rechercher des connexions similaires dans d’autres régions.

Les résultats pourraient aider à éclairer les futures prévisions météorologiques extrêmes, a déclaré Yuwei Zhang, premier auteur de la nouvelle étude et post-doctorant dans l’équipe de recherche de Fan.

« Le coût des tempêtes que nous avons étudiées a dépassé les 100 millions de dollars de dégâts », a déclaré Zhang. « Si nous savons que les incendies de forêt éloignés contribuent à des tempêtes plus fortes, cette information pourrait entraîner de meilleures projections, ce qui pourrait aider à éviter un certain degré de destruction. »

Le Carr Fire, qui a réclamé un quart de million d’acres en Californie, et le Mendocino Complex Fire, qui a causé 257 millions de dollars de dégâts et brûlé 280 structures dans le même état, figuraient parmi les incendies à l’étude.

La grêle dans un climat changeant

De nombreuses régions des États-Unis verront une augmentation des incendies de forêt, ce qui signifie que davantage d’aérosols provenant des incendies de forêt seront projetés dans l’atmosphère terrestre et influenceront son climat d’une manière que les scientifiques s’efforcent de comprendre. En plus d’intensifier les tempêtes violentes par les incendies de forêt, comment le réchauffement climatique affectera-t-il directement les phénomènes météorologiques violents, en particulier les tempêtes qui produisent de la grêle ?

Dans une étude distincte publiée dans la revue Earth’s Future, Fan a exploré comment le changement climatique pourrait modifier les tempêtes de grêle dans le centre des États-Unis. Fan a découvert que certaines tempêtes sont sensibles au changement climatique, entraînant une grosse grêle plus fréquente, tandis que d’autres tempêtes ne le sont pas. sensibilité. Ces tempêtes sensibles sont associées à un régime météorologique à grande échelle, différent de celui des tempêtes insensibles au changement climatique.

« En reliant les impacts du changement climatique sur les tempêtes de grêle aux modèles météorologiques à grande échelle plus faciles à modéliser, cette étude fait progresser nos connaissances sur la prévisibilité des tempêtes de grêle avec des implications importantes pour la gestion des risques », a déclaré Fan.

Fan, Zhang et Manish Shrivastava sont les auteurs du PNNL de l’étude sur les incendies de forêt dans l’Ouest qui influencent les tempêtes du centre des États-Unis. Cameron Homeyer de l’Université de l’Oklahoma, ainsi que Yuan Wang et John Seinfeld du California Institute of Technology, sont également auteurs.

Les auteurs du PNNL de l’étude sur la réponse des tempêtes de grêle au changement climatique anthropique incluent Fan, Zhang, Jingyu Wang, Jong-Hoon Jeong, Xiadong Chen, Shixuan Zhang, Yun Lin et Zhe Feng. Rebecca Adams-Selin de Verisk Atmospheric and Environmental Research à Lexington, Massachusetts, est également un auteur contributeur.

L’article a été publié le lundi 17 octobre dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences.