En 2018, dans l’État indien du Kerala, plus de 400 personnes sont mortes dans une seule série d’inondations qui ont entraîné le déplacement de millions de personnes. Les inondations sont une caractéristique régulière de la saison annuelle de la mousson en Asie tropicale, mais jusqu’à présent, il était difficile de prédire comment et quand les pluies de mousson, habituellement abondantes, se transformeraient en un événement cauchemardesque d’inondations graves.
De nouvelles recherches menées par un groupe de recherche de l’Institut Weizmann des sciences pourraient élargir la fenêtre de prévision en signalant un événement (étonnamment, l’arrivée d’air sec) qui pourrait présager des pluies très fortes.
Le Dr Shira Raveh-Rubin du département des sciences de la Terre et des planètes de Weizmann a dirigé l’étude avec la chercheuse postdoctorale Dr Deepika Rai. Leurs résultats apparu dans npj Science du climat et de l’atmosphère.
Les pluies de mousson qui ont frappé le sous-continent indien de juillet à septembre sont des phénomènes aux multiples facettes compliqués par une combinaison de nombreux facteurs, notamment les courants-jets mondiaux qui se déplacent et s’inclinent. L’étude de Weizmann a identifié un facteur de complication jusqu’alors inconnu : un sous-type de courant d’air connu sous le nom d’intrusion sèche.
Comme leur nom l’indique, ces courants d’air sont constitués d’air sec, mais également d’air très froid, surtout en comparaison avec l’air humide et humide d’une averse de mousson. On avait supposé, de façon assez raisonnable, que les intrusions sèches – qui descendent dans la troposphère, la couche la plus basse de l’atmosphère terrestre – étaient responsables des pauses de mousson, de courtes périodes de sécheresse pendant la saison des pluies.
Les intrusions sèches qui traversent l’équateur du sud au nord ne se produisent que autour du sous-continent indien. Raveh-Rubin et Rai ont examiné les données de 40 ans d’intrusions sèches dans cette partie du monde (137 cas enregistrés entre 1979 et 2018) et les ont comparées aux enregistrements de précipitations à peu près à la même époque.
Étonnamment, ils ont constaté que ces intrusions sèches n’étaient pas suivies d’un temps sec mais plutôt d’une augmentation des précipitations – de 17 pour cent en moyenne, et dans certains cas, de plus de 100 pour cent.
« Comment l’air sec produit-il exactement plus de pluie ? » » demanda Raveh-Rubin. Pour comprendre ce qui se passait, les deux chercheurs ont appliqué un modèle tiré de la physique mécanique qui consiste à surveiller les statistiques des « paquets » d’air en mouvement à mesure qu’ils changent de température, d’emplacement et de teneur en eau.
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Grâce à ce suivi, ils ont pu constater une augmentation de la quantité totale d’eau et en expliquer la cause. L’air sec des intrusions au-dessus de l’océan Indien agit comme une sorte d’éponge. Plus l’écart d’humidité entre la surface de l’océan et ces paquets d’air sec est grand, plus ils absorberont d’eau de l’océan, transportant cette eau vers le nord, vers la côte ouest de l’Inde, sur la mer d’Oman.
Bien que des études similaires aient utilisé ce modèle pour comprendre les schémas de précipitations et les interruptions de la saison de mousson, elles n’ont pas examiné les intrusions sèches particulières s’écoulant au-dessus de l’équateur, qui se comportent différemment de leurs homologues terrestres. C’est pourquoi, dit Raveh-Rubin, ils avaient supposé que ce phénomène apportait un temps plus sec plutôt que plus humide. « Essentiellement, il s’agit d’un exemple de l’hiver de l’hémisphère sud qui se brise dans l’été de la moitié nord », dit-elle.
Raveh-Rubin pense que ce mécanisme a été négligé jusqu’à présent, en partie parce que la dynamique de la mousson a tendance à inclure des mécanismes qui fonctionnent sur des échelles de temps plus longues – des mois ou des années – ainsi que des phénomènes plus lents tels que l’augmentation des températures de surface de l’eau de mer, tandis que la dynamique des intrusions sèches se déroulent à l’échelle de jours ou de semaines.
Pour Raveh-Rubin et son groupe, la science des intrusions sèches n’est ni sèche ni intrusive. C’est, pour elle, un lien palpable entre la physique abstraite et la réalité. « Ce n’est pas seulement une théorie simplifiée. Vous pouvez le voir dans la vie réelle et dans les données, et vous pouvez le voir de vos propres yeux lorsque vous sortez », dit-elle.
La possibilité supplémentaire de fournir des alertes précises contre les inondations dans des pays comme l’Inde et le Bangladesh, où des millions de personnes vivent dans les plaines inondables, constitue la mine d’or au bout de l’arc-en-ciel.
Elle estime que la surveillance des intrusions sèches – une capacité qui existe aujourd’hui – pourrait améliorer considérablement la prévision de pics de précipitations spécifiques susceptibles de conduire à des inondations. En particulier, les alertes préalables concernant de tels événements météorologiques extrêmes pourraient être prolongées d’un jour ou deux à environ une semaine, ce qui permettrait une préparation adéquate et, si nécessaire, une évacuation, sauvant potentiellement des centaines, voire des milliers de vies.
Raveh-Rubin et son groupe entendent continuer à étudier les effets des intrusions sèches sur les moussons asiatiques et à affiner leur modèle. Entre autres choses, ils veulent savoir comment et pourquoi ces modèles se forment ainsi. Le groupe a également l’intention d’examiner l’apparition d’intrusions sèches dans le monde entier, en recherchant des effets similaires dans d’autres endroits. Ce faisant, ils espèrent améliorer notre capacité à prévoir des pluies plus fortes et des inondations plus graves à l’avenir.
Plus d’information:
Deepika Rai et al, Amélioration des précipitations de mousson d’été indienne par des intrusions sèches trans-équatoriales, npj Science du climat et de l’atmosphère (2023). DOI : 10.1038/s41612-023-00374-7