Les rivières dans nos cieux

Tout ce qu’il faut savoir sur les rivières atmosphériques

En décembre 2016, le météorologue F. Martin Ralph était assis dans un restaurant de San Francisco. Sur l’écran de télévision, le bulletin météo parlait d’un type particulier de formation météorologique appelée rivière atmosphérique, qui se dirigeait directement vers la Californie.

Les rivières atmosphériques sont exactement ce à quoi elles ressemblent : des rivières de vapeur d’eau qui coulent à travers l’atmosphère. Ils se déplacent des tropiques vers les continents et les pôles, s’étendant jusqu’à 375 milles de large et transportant plus d’eau que plusieurs fleuves du Mississippi.

Lorsqu’une rivière atmosphérique rencontre un terrain montagneux comme la Espèces-menacées.fr Nevada, la vapeur d’eau se condense et se transforme en pluie ou en neige. Les fortes rivières atmosphériques peuvent provoquer des inondations et des glissements de terrain, mais l’eau et la neige qu’elles laissent derrière elles fournissent à la Californie 25 à 50 % de ses précipitations annuelles en quelques jours seulement.

De retour au restaurant, Ralph regarda les symboles des prévisions météorologiques à la télévision. Il y avait un peu de soleil lundi, puis un nuage mardi et un nuage sombre et épais le jour de l’arrivée du fleuve atmosphérique. Un petit nuage sombre semblait loin d’exprimer le danger dans lequel se trouveraient certains Californiens lorsque la tempête arriverait. « J’ai trouvé ces symboles et leur explication totalement inadéquats pour faire comprendre au public qu’il y a potentiellement une tempête majeure à l’horizon. » C’est à ce moment-là qu’il a décidé de développer une nouvelle façon de montrer le degré de risque qu’une rivière atmosphérique représente pour les communautés sur son passage.

Une épée à double tranchant?

Ralph est directeur du Center for Western Weather and Water Extremes (CW3E). Sur la côte Ouest, dit-il, les scientifiques étudient les rivières atmosphériques depuis plus d’une décennie. Les recherches sur les rivières atmosphériques ont montré qu’elles sont responsables de la plupart des précipitations extrêmes et des inondations qui ont lieu en Californie et dans d’autres parties de la côte. Historiquement, les rivières atmosphériques plus grandes et plus fortes ont été responsables d’inondations majeures (comme les récentes sur la rivière Russian et à Riverside, en Californie) ainsi que d’ondes de tempête, de vents extrêmes, de digues brisées et de glissements de terrain, en particulier dans les zones qui ont récemment connu des inondations. brûlés dans des incendies de forêt. Près de 70 pour cent des coulées de débris post-incendie dans le sud de la Californie peuvent être attribuées aux rivières atmosphériques.

Mais les rivières atmosphériques fournissent également une grande partie du manteau neigeux et de l’approvisionnement en eau de la côte. Leur présence ou leur absence peut « faire ou défaire » l’approvisionnement en eau de la Californie pour l’année et faire la différence entre des réservoirs pleins ou une sécheresse. « C’est une arme à double tranchant, car d’une part, vous avez vraiment besoin de l’humidité associée aux rivières atmosphériques pour l’approvisionnement en eau, mais d’un autre côté, si vous en avez trop, dans une très grande rivière atmosphérique, alors vous obtenez de nombreuses inondations et des conséquences négatives », explique Rob Cifelli, météorologue radar à la NOAA.

Prédire la trajectoire et la fréquence des rivières atmosphériques n’est pas chose facile. Toutes sortes de facteurs déterminent s’il y aura une saison active, notamment l’état de l’océan Pacifique, des tropiques, de l’Arctique et d’El Niño.

Données MIMIC-TW sur les précipitations mondiales collectées par le Space Science & Engineering Center de l’Université du Wisconsin-Madison

La technologie peut-elle aider ?

L’un des problèmes liés à la mesure de l’intensité d’un fleuve atmosphérique est qu’il se forme en grande partie au-dessus de l’océan Pacifique, loin des installations de surveillance météorologique. CW3E teste des moyens de mesurer cette intensité en larguant des appareils mesurant la température, la pression, le vent et la vapeur d’eau depuis des avions de recherche volant au-dessus des tempêtes. La NOAA, avec le soutien d’autres agences fédérales et étatiques, a construit sept observatoires des rivières atmosphériques (ARO) le long de la côte ouest, du sud de la Californie à la frontière canadienne, qui collectent et transmettent également des données sur une tempête dès qu’elle touche terre.

En règle générale, une rivière atmosphérique descend le long de la côte du nord au sud, de sorte que le National Weather Service et d’autres organisations peuvent examiner les données de l’ARO et prédire quels seront les impacts d’une rivière atmosphérique plus au sud. Près de Seattle, explique Cifelli, le Corps des ingénieurs de l’armée utilise les données de l’ARO pour estimer le moment où il doit libérer l’eau du barrage vieillissant Howard A. Hanson afin d’éviter qu’il ne se remplisse trop et n’éclate éventuellement lors d’une tempête fluviale atmosphérique.

En Californie, le Département des ressources en eau utilise ces informations de la même manière. « Ils utilisent ces informations pour avoir une meilleure idée de la quantité et de l’intensité de la pluie et, plus important encore, pour obtenir une estimation précise du niveau de congélation », explique Cifelli. À mesure que l’on monte en altitude, l’air devient de plus en plus froid, et à un moment donné il gèle. S’il se produit des précipitations à ce moment-là, cela signifie que la pluie se transforme en neige.

« Ce niveau de congélation est vraiment important dans l’Ouest, car s’il y a un bassin versant et que la plupart des précipitations tombent sous forme de neige, le risque d’inondation est réduit car la neige va fondre lentement », ajoute Cifelli. « Ce n’est pas un problème par rapport à un cas où la plupart des précipitations tombent sous forme de pluie et pourraient s’écouler et provoquer des inondations. »

À mesure que les données collectées sur les rivières atmosphériques continuent de s’accumuler, elles amélioreront les prévisions des tempêtes à venir. Lorsque les modèles de prévision météorologique obtiennent des observations directes comme celles fournies par ces ARO, explique Cifelli, les scientifiques peuvent alors les comparer à ce que le modèle de prévision prévoit. Et si le modèle concorde assez bien avec l’observation, alors vous êtes plus sûr qu’il fera une bonne prévision, mais si ce n’est pas le cas, vous pourriez accorder un peu moins de crédit à la prévision du modèle et chercher des moyens de l’améliorer. il.

Avant l’installation des ARO, la NOAA s’appuyait uniquement sur des modèles climatiques pour prédire les prévisions. « Un modèle est aussi bon que les informations qu’il contient », ajoute Cifelli. « Sans ces observatoires, les modèles étaient moins ancrés dans la réalité et vous disposiez donc de moins d’informations pour vous aider à décider de ce que vous deviez faire en termes de gestion de vos ressources en eau. »

L’avenir

Les rivières atmosphériques pourraient devenir plus intenses et imprévisibles à mesure que le changement climatique continue de modifier les régimes météorologiques, selon la Quatrième évaluation nationale du climat, un rapport fédéral publié en novembre. À l’avenir, selon une étude menée par la NASA en 2018, la fréquence des tempêtes fluviales atmosphériques les plus intenses devrait presque doubler.

À mesure que l’atmosphère se réchauffe, elle est capable de retenir davantage de vapeur d’eau, et comme la vapeur d’eau est essentiellement le carburant des rivières atmosphériques, il est possible que les rivières atmosphériques deviennent plus fortes et plus courantes, bien qu’il soit également possible que d’autres conséquences du changement climatique puissent survenir. annuler ces effets. « La force d’une rivière atmosphérique dépend non seulement de la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air, mais aussi de la force des vents », explique Ralph. « Certains facteurs liés au changement climatique réduisent cela. »

La différence de température entre le pôle Nord et l’équateur peut entraîner la création de tempêtes, notamment de rivières atmosphériques. À mesure que le changement climatique réduit la différence de température entre le pôle et l’équateur, il pourrait en résulter une diminution de l’énergie potentielle qui pourrait devenir l’énergie cinétique d’une tempête.

Néanmoins, dit Ralph, il y aura des tempêtes au cours desquelles le vent sera aussi fort qu’aujourd’hui, mais l’atmosphère sera plus chaude et contiendra plus de vapeur d’eau. Dans ces cas-là, le fleuve atmosphérique sera plus fort.

Pour les zones de la côte ouest déjà touchées par des rivières à forte pression atmosphérique, cela signifierait des conditions de plus en plus dangereuses pour leurs habitants. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’échelle de mesure atmosphérique des rivières que Ralph a commencé à développer en 2016 et publiée en février dans le Bulletin de la Société météorologique américaine, est si important.

L’échelle classe les rivières atmosphériques de un à cinq et crée pour elles les catégories « faibles », « modérées », « fortes », « extrêmes » et « exceptionnelles », en fonction de leur intensité. Le mois dernier, un AR Cat 4 a balayé la côte de San Diego le jour de la Saint-Valentin, atteignant une intensité « extrême ». Près de 20 pour cent des précipitations annuelles moyennes de San Diego sont tombées en une seule journée et plusieurs rivières ont été inondées.

Nous ne savons pas encore exactement comment le changement climatique affectera les rivières atmosphériques. Mais en attendant, ils doivent être classés, dit Ralph, tout comme le sont les ouragans ou les cyclones. De cette façon, les personnes sur leur chemin peuvent clairement voir les risques à venir.