Les tempêtes de rivières atmosphériques entraînent des inondations coûteuses - et le changement climatique les rend plus fortes

Les rivières atmosphériques livrent de la pluie à la Californie en 2017. NASA T

Demandez aux gens de nommer le plus grand fleuve du monde, et la plupart devineront probablement que c'est l'Amazone, le Nil ou le Mississippi. En fait, certains des plus grands fleuves de la Terre sont dans le ciel - et ils peuvent produire de puissantes tempêtes, comme celle actuellement tremper la Californie.

Les fleuves atmosphériques sont de longues et étroites bandes d'humidité dans l'atmosphère qui s'étendent des tropiques aux latitudes plus élevées. Ces fleuves dans le ciel peuvent transporter 15 fois le volume du fleuve Mississippi. Lorsque cette humidité atteint la côte et se déplace vers l'intérieur des terres, elle s'élève au-dessus des montagnes, générant de la pluie et des chutes de neige et provoquant parfois des inondations extrêmes.

Les rivières atmosphériques sont une importante source d'eau pour l'Ouest américain. NOAA

Au cours des 20 dernières années, à mesure que les réseaux d'observation se sont améliorés, les scientifiques en ont appris davantage sur ces phénomènes météorologiques importants. Les fleuves atmosphériques se produisent dans le monde entier, affectant les côtes ouest des principales masses terrestres du monde, y compris le Portugal, l'Europe occidentale, le Chili et l'Afrique du Sud. Les tempêtes dites «Pineapple Express» qui transportent l'humidité d'Hawaï à la côte ouest des États-Unis ne sont qu'une de leurs nombreuses saveurs.

Ma recherche combine économie et science atmosphérique pour mesurer les dommages causés par des événements météorologiques violents. Récemment, j'ai dirigé une équipe de chercheurs de la Scripps Institution of Oceanography et du Army Corps of Engineers dans la première analyse systématique de dommages causés par les rivières atmosphériques en raison d'inondations extrêmes. Nous avons constaté que même si bon nombre de ces événements sont bénins, les plus importants d'entre eux provoquent la plupart des dommages dus aux inondations dans l'ouest des États-Unis et les fleuves atmosphériques devraient croître plus long, plus humide et plus large dans un climat chaud.

Rivières dans le ciel

Le 27 février 2019, une rivière atmosphérique a propulsé un panache de vapeur d'eau de 350 miles de large et de 1,600 miles de long à travers le ciel depuis l'océan Pacifique Nord tropical jusqu'à la côte de la Californie du Nord.

Juste au nord de la baie de San Francisco, dans le célèbre pays viticole du comté de Sonoma, la tempête s'est abattue 21 pouces de pluie. La rivière Russian a culminé à 45.4 pieds - 13.4 pieds au-dessus du stade d'inondation.

Pour la cinquième fois en quatre décennies, la ville de Guerneville a été submergée sous les eaux de crue marron trouble du cours inférieur du fleuve Russe. Les dommages dans le seul comté de Sonoma ont été estimés à plus de 100 USD.

De tels événements ont attiré l'attention ces dernières années, mais les fleuves atmosphériques ne sont pas nouveaux. Ils serpentent dans le ciel depuis des millions d'années, transportant la vapeur d'eau de l'équateur vers les pôles.

Dans les années 1960, les météorologues ont inventé l'expression «Pineapple Express» pour décrire les traces de tempêtes qui ont pris naissance près d'Hawaï et ont transporté de la vapeur d'eau chaude sur les côtes de l'Amérique du Nord. À la fin des années 1990, les scientifiques de l'atmosphère avaient découvert que plus de 90% de l'humidité mondiale des régions tropicales et subtropicales était transportée vers des latitudes plus élevées par des systèmes similaires, qu'ils ont nommés «rivières atmosphériques. »

Dans des conditions sèches, les rivières atmosphériques peuvent reconstituer l'approvisionnement en eau et éteindre les incendies de forêt dangereux. Dans des conditions humides, ils peuvent provoquer des inondations et des coulées de débris dommageables, faisant des ravages dans les économies locales.

Après un événement fluvial atmosphérique qui a provoqué de graves inondations au Chili, des sédiments emportés par les collines dans la rivière Itata peuvent être vus s'écoulant jusqu'à 50 kilomètres de la côte. NASA Earth Observatory

Utile et nuisible

Les chercheurs savent depuis un certain temps que les inondations dues aux rivières atmosphériques pourraient coûter beaucoup d'argent, mais jusqu'à notre étude, personne n'avait quantifié ces dommages. Nous avons utilisé un catalogue d'événements fluviaux atmosphériques compilé par la Scripps Institution of Oceanography's Centre des phénomènes météorologiques et aquatiques occidentauxet l'a jumelé à 40 ans de dossiers d'assurance contre les inondations et à 20 ans d'estimations des dommages du National Weather Service.

Nous avons constaté que les rivières atmosphériques causaient en moyenne 1.1 milliard de dollars de dommages par inondation par an dans l'ouest des États-Unis. Plus de 80% de tous les dommages causés par les inondations dans l'Ouest au cours des années que nous avons étudiées étaient associés aux rivières atmosphériques. Dans certaines régions, comme la côte nord de la Californie, ces systèmes ont causé plus de 99% des dommages.

Nos données ont montré qu'au cours d'une année moyenne, environ 40 rivières atmosphériques ont touché terre le long de la côte du Pacifique quelque part entre la Basse-Californie et la Colombie-Britannique. La plupart de ces événements ont été bénins: environ la moitié n'ont causé aucune perte assurée et ces tempêtes ont ravitaillé la région en eau.

Mais il y avait un certain nombre d'exceptions. Nous avons utilisé un échelle de classification de la rivière atmosphérique qui classe les tempêtes de 1 à 5, comme les systèmes de catégorisation des ouragans et des tornades. Il y avait un lien clair entre ces catégories et les dommages observés.

Les tempêtes de catégorie 1 (AR1) et AR2 de la rivière atmosphérique ont causé des dommages estimés à moins de 1 million de dollars. Les tempêtes AR4 et AR5 ont causé des dommages médians dans les 10 et 100 millions de dollars respectivement. Les AR4 et AR5 les plus dommageables ont généré des impacts de plus d'un milliard de dollars par tempête. Ces tempêtes d'un milliard de dollars ont eu lieu tous les trois à quatre ans.

Une atmosphère plus humide signifie de pires tempêtes

Notre conclusion la plus importante était une relation exponentielle entre l'intensité des rivières atmosphériques et les dommages causés par les inondations qu'elles ont causés. Chaque augmentation de l'échelle de 1 à 5 était associée à une augmentation de 10 fois des dommages.

Plusieurs des études récentes ont modélisé la façon dont les fleuves atmosphériques changeront au cours des prochaines décennies. Le mécanisme est simple: les gaz à effet de serre emprisonnent la chaleur dans l'atmosphère, réchauffant la planète. Cela provoque plus d'eau s'évapore des océans et des lacs, et l'augmentation de l'humidité dans l'air rend les systèmes de tempête plus forts.

Comme les ouragans, les fleuves atmosphériques devraient croître plus long, plus large et plus humide dans un climat chaud. Notre constatation selon laquelle les dommages augmentent de façon exponentielle avec l'intensité suggère que même une augmentation modeste de l'intensité de la rivière atmosphérique pourrait entraîner des impacts économiques beaucoup plus importants.

De meilleures prévisions sont essentielles

Je pense que l'amélioration des systèmes de prévisions atmosphériques devrait être une priorité pour s'adapter à l'évolution du climat. Une meilleure compréhension de l'intensité, de la durée et de l'emplacement des rivières atmosphériques peut fournir des informations précieuses aux résidents et aux intervenants d'urgence.

Il est également important de décourager les nouvelles constructions dans les zones à haut risque et d'aider les gens à se déplacer vers des endroits plus sûrs après des catastrophes majeures, plutôt que de reconstruire sur place.

Enfin, notre étude souligne la nécessité de réduire les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Ces tempêtes vont continuer à venir et elles deviennent plus fortes. À mon avis, la stabilisation du système climatique mondial est le seul moyen à long terme de minimiser les dommages économiques et les risques pour les communautés vulnérables.

A propos de l'auteur

Tom Corringham, chercheur postdoctoral en climat, sciences atmosphériques et océanographie physique, Université de Californie à San Diego

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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