Les dommages causés par des phénomènes météorologiques extrêmes pendant 2017 ont les plus gros projets de loi pour les États-Unis La plupart de ces événements ont impliqué des conditions qui s'alignent intuitivement sur le réchauffement climatique: les records de chaleur, la sécheresse, les incendies de forêt, les inondations côtières, les dégâts causés par les ouragans et les fortes pluies.
Cependant, les liens possibles entre le changement climatique et la récente vague de semaines glaciales dans l'est de l'Amérique du Nord sont paradoxaux. Un sujet très nouveau et brûlant dans la recherche sur les changements climatiques est l'idée que le réchauffement rapide et la fonte massive de l'Arctique pourraient jouer un rôle dans la formation de vagues de froid persistantes.
Il ne faut pas faire preuve d'imagination pour supposer que perdre la moitié de la couverture de glace de mer arctique en seulement 30 années peut-être faire des ravages avec le temps, mais exactement comment n'est pas encore clair. En tant que chercheur scientifique de l'atmosphère, je étude how réchauffement dans l'Arctique affecte les régions de température dans le monde entier. Pouvons-nous dire que les changements dans l'Arctique causés par le réchauffement de la planète ont joué un rôle dans l'hiver houleux que l'Amérique du Nord a connu?
Un «dipôle» de températures anormales
Le temps étrange et destructeur était dans les nouvelles presque constamment pendant 2017, et 2018 semble suivre le même scénario. La plupart des États-Unis d'Amérique frissonné leur chemin à la fin de 2017 dans la nouvelle année, tandis que les Occidentaux aspiraient à la pluie pour amortir les sols desséchés et éteindre les feux de forêt. Les tempêtes de neige ont frappé le littoral est - notamment la tempête de «bombe cyclonique» sur Jan 4, 2018 - tandis que la Californie de la Sierra Nevada est presque dépourvue de neige.
Une étude en contraste: Le réchauffement près de l'Alaska et de l'océan Pacifique sont des «ingrédients» d'un climat où l'air froid de l'Arctique plonge profondément en Amérique du Nord. NASA Earth Observatory, CC BY
Cette histoire devient familière, comme les conditions similaires ont joué dans quatre des cinq derniers hivers. Certains politiciens à Washington DC, y compris le président Trump, ont utilisé le froid inhabituel pour remettre en question le réchauffement climatique. Mais s'ils regardaient la situation dans son ensemble, ils verraient que les vagues de froid de l'Est sont un phénomène relatif dans l'ensemble de l'hémisphère Nord et que la plupart des régions sont plus chaudes que la normale.
Un climat chaud et sec de l'ouest de l'Amérique du Nord associé à un climat froid et neigeux n'est pas inhabituel, mais la prévalence et la persistance de ce phénomène au cours des dernières années ont piqué les intérêts des chercheurs en climatologie.
Le courant-jet - un fleuve de vent rapide et de niveau supérieur qui entoure l'hémisphère nord - joue un rôle essentiel. Lorsque le courant-jet descend au nord et au sud dans une grosse vague, des conditions extrêmes peuvent en résulter. Au cours des dernières semaines, un grand mouvement vers le nord, formant ce qu'on appelle une «crête» de pression atmosphérique persistante, a persisté au large de la côte ouest avec un profond creux vers le sud ou un «creux» à l'est.
De nouveaux termes ont été inventés pour décrire ces caractéristiques rebelles: "Le dipôle nord-américain de la température hivernale" le "Ridge ridilement résilient" sur l'ouest, et le "Terriblement Tenacious Trough" dans l'est.
Alors que l'est de l'Amérique du Nord a souffert de températures très froides lors de la récente vague de froid, une grande partie du reste de l'hémisphère nord a enregistré des températures de l'air supérieures à la moyenne. NOAA, CC BY
Peu importe comment on l'appelle, ce modèle dipolaire - des températures anormalement élevées dans une grande partie de l'Ouest et des conditions fraîches à l'Est - a dominé le climat nord-américain au cours de quatre des cinq derniers hivers. Janvier 2017 a été une exception frappante, quand un fort El Niño a renversé la configuration de la crête, déversant des records de pluie et de neige sur la Californie tandis que l'Est a connu un mois doux.
Deux autres caractéristiques importantes sont visibles dans le diagramme de température du dipôle: des températures extrêmement chaudes dans l'Arctique près de l'Alaska et des températures océaniques chaudes dans le Pacifique oriental. Nombreuses nouvelles études point à ces «ingrédients» comme la clé de ces dernières années avec un dipole persistant.
Il faut être deux pour danser le tango
Quel rôle joue le réchauffement - en particulier le réchauffement de l'océan et de la température de l'air dans l'Arctique - dans ce climat chaud-ouest / vent-est? L'explication va comme ça.
Les températures de l'océan Pacifique fluctuent naturellement en raison de phénomènes de courte durée tels que El Niño / La Niña et plus longs, des modèles de plusieurs décennies. Les scientifiques ont depuis longtemps reconnu que ces variations affectent les conditions météorologiques à travers l'Amérique du Nord et au-delà.
Lorsqu'une zone persistante de pression atmosphérique reste dans l'ouest des États-Unis, l'air de l'Arctique se déverse vers les États-Unis, provoquant une division entre l'ouest chaud et sec et l'est froid. Mesocyclone2014 et David Swain, CC BY-SA
La nouvelle tournure de cette histoire est que l'Arctique s'est réchauffé au moins deux fois plus vite que le reste du globe, ce qui signifie que la différence de température entre l'Arctique et les régions plus au sud s'est rétrécie. Cela est important parce que la différence de température nord / sud est l'un des principaux moteurs du courant-jet. Le jet stream crée les systèmes de haute et de basse pression qui dictent notre ciel bleu et nos tempêtes tout en les guidant. Tout ce qui affecte le courant-jet affectera également notre temps.
Lorsque les températures océaniques au large de la côte ouest de l'Amérique du Nord sont plus élevées que la normale, comme la plupart du temps depuis l'hiver 2013, le courant-jet tend à former une crête de haute pression le long de la côte ouest. Californie et laissant une grande partie de l'Ouest élevé et sec.
Si ces températures chaudes de l'océan s'accompagnent de conditions anormalement chaudes près de l'Alaska, la chaleur supplémentaire de l'Arctique peut intensifier la crête, l'amener vers le nord, devenir plus persistante et pomper encore plus de chaleur dans la région près de l'Alaska. Au cours des dernières années, l'Alaska a connu des périodes de températures chaudes records, en partie à cause de la réduction de la glace de mer.
Mes collègues et moi avons appelé cette combinaison d'effets naturels et liés au changement climatique "Il faut être deux pour danser le tango, "Un concept qui peut aider à expliquer la crête ridiculement résiliente observée fréquemment depuis 2013. Plusieurs neufs et le cannabis soutenir cette poussée humaine d'un motif naturel, bien que la controverse existe toujours concernant les mécanismes reliant le réchauffement rapide de l'Arctique avec les conditions météorologiques plus au sud dans les latitudes moyennes.
Plus de temps extrême à venir?
En réponse à la crête ouest de la pression atmosphérique, les vents du courant-jet forment généralement un creux plus profond et plus profond en aval. Les abreuvoirs profonds agissent comme une porte ouverte du réfrigérateur, permettant à l'air glacial de l'Arctique de plonger vers le sud, amenant la misère dans des régions mal préparées pour y faire face. Les tempêtes de neige au Texas, les tempêtes de glace en Géorgie et les snowbirds frais en Floride peuvent tous être attribués au Terribly Tenacious Trough de décembre 2017 et à January 2018.
Ajoutant le glaçage sur le gâteau est la tendance pour les soi-disant «nor'easters», comme le «cyclone de la bombe» qui a frappé le 4 Janvier, pour former le long de la côte Est lorsque les vents du sud-ouest alignent le long de la côte atlantique. Le contraste de température intense qui en résulte entre la terre froide et l'océan réchauffé par le Gulf Stream fournit le combustible nécessaire à ces tempêtes féroces.
La grande question est de savoir si le changement climatique fera des modèles de dipôles - ainsi que leurs tendances concomitantes à produire des conditions météorologiques extrêmes - plus commun à l'avenir. La réponse est oui et non.
On s'attend généralement à ce que le réchauffement climatique produise moins de records à basse température, tendance déjà observée. Mais il peut aussi être vrai que les vagues de froid deviendront plus persistantes les motifs dipolaires s'intensifient, une tendance aussi semble se produire.
Il est difficile de déterminer si cette tendance climatique - des hivers généralement plus cléments en Amérique du Nord mais des vagues de froid prolongées - persistera. Comprendre les mécanismes derrière ces interactions complexes entre les influences naturelles et les changements causés par l'homme est difficile.
Néanmoins, la recherche progresse rapidement à mesure que de nouvelles mesures créatives sont développées. Nos meilleurs outils pour regarder vers l'avenir sont des programmes informatiques sophistiqués, mais ils ont aussi du mal à simuler ces comportements compliqués du système climatique. Compte tenu de l'importance de prédire les conditions météorologiques extrêmes et leurs impacts sur de nombreux aspects de notre vie, les chercheurs doivent continuer à démêler les liens entre les changements climatiques et les conditions météorologiques pour nous aider à se préparer aux crises en cours de Mère Nature.
A propos de l'auteur
Jennifer Francis, professeur de recherche, Rutgers University
Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.
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