Les modèles climatiques pourraient sous-estimer les futures inondations

Selon une nouvelle étude dirigée par Yale, les modèles climatiques pourraient considérablement sous-estimer la façon dont les précipitations extrêmes deviendront en réponse à une augmentation des gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Tout se résume à la physique des gouttes de pluie, expliquent les chercheurs Ryan Li et Joshua Studholme dans le journal Changement climatique naturel. Même un léger changement dans le pourcentage de chaque goutte de pluie atteignant la surface de la Terre peut faire la différence entre un climat de bruines légères et un climat qui crée des déluges sans précédent.

Pourtant, pour l’instant, de nombreuses projections climatiques semblent sous-estimer les futures inondations, selon les chercheurs.

« La question de savoir si la pluie produite par un nuage au cours de sa vie augmentera ou diminuera dans les climats plus chauds est une question de recherche qui remonte à plus d’un demi-siècle. Nous cherchons toujours la réponse », a déclaré Li, un étudiant diplômé du Département de la Terre et des Planètes de Yale. Sciences, et premier auteur de la nouvelle étude.

« Ce que nous avons montré, c’est que la réponse à cette question apparemment isolée joue en fait un rôle important dans les projections du changement climatique mondial. »

Ces dernières années ont apporté une vague de grosses tempêtes qui ont dépassé les attentes en matière de sévérité des précipitations. Ces tempêtes ont atteint des records mondiaux de dommages en 2021, coûtant aux États-Unis 65 milliards de dollars, à l’Europe 43 milliards de dollars et à la Chine 30 milliards de dollars. Ces pertes financières ont résulté de la déstabilisation généralisée des terres en Allemagne et des systèmes de métro inondés à New York et dans le Henan, en Chine, entre autres impacts.

Selon les auteurs de la nouvelle étude, de nombreux modèles climatiques de pointe n’ont pas vu venir la hausse des tempêtes extrêmes. Pour leur étude, ils ont analysé les modèles pour comprendre si, et pourquoi, les impacts des gaz à effet de serre sont sous-estimés. Ils font remonter le problème à une question centrale : quelle quantité de pluie atteindra la surface de la Terre à partir d’un nuage donné alors que la planète continue de se réchauffer ?

« Les modèles climatiques utilisés pour les projections actuelles du réchauffement climatique sont divisés sur cette question cruciale », a déclaré le co-auteur Studholme, physicien et associé postdoctoral au Département des sciences de la Terre et des planètes de la Faculté des arts et des sciences de Yale.

« La réponse correspond à une différence stupéfiante de deux fois dans les projections de précipitations extrêmes », a déclaré Studholme, qui a également contribué au sixième rapport d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies.

Pour l’étude, les chercheurs ont développé une nouvelle façon de mesurer l’efficacité des précipitations (PE), la quantité de pluie qui est réévaporée lorsqu’elle tombe d’un nuage d’orage. Une mesure PE de 0 signifierait qu’aucune pluie n’atteint la surface de la Terre ; un PE de 1 signifierait que toute l’eau du nuage a plu sur la surface. Les chercheurs ont porté une attention particulière à l’échelle de temps de « séchage » des nuages ​​- le temps dont un nuage aurait besoin pour laisser tomber toute son eau.

Les chercheurs ont découvert que les modèles atmosphériques utilisant des informations plus détaillées et à plus haute résolution sur les nuages ​​utilisent souvent un PE plus élevé, ce qui signifie plus de précipitations. « Malheureusement, la puissance de calcul pour exécuter ces modèles à haute résolution pour les projections du changement climatique mondial n’existe pas encore », a déclaré Studholme. « Mais ils peuvent être utilisés pour contextualiser les modèles climatiques conventionnels. »

Ils ont également constaté que les modèles climatiques traditionnels – ceux qui prédisent une PE croissante, comme les modèles à haute résolution – prédisent une multiplication par deux des événements de précipitations extrêmes au 21e siècle, par rapport aux modèles avec une PE décroissante.

Les co-auteurs de l’étude sont Alexey Fedorov, professeur de sciences océaniques et atmosphériques à Yale ; et Trude Storelvmo, un ancien professeur de Yale qui est maintenant à l’Université d’Oslo.