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La conversation

Les tempêtes de rivières atmosphériques peuvent entraîner des inondations coûteuses – et le changement climatique les rend plus fortes

Les rivières atmosphériques apportent de la pluie à la Californie en 2017. NASAA 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, certaines des plus grandes rivières de la Terre se trouvent dans le ciel – et elles peuvent produire de puissantes tempêtes, comme celle qui trempe maintenant la Californie. Les rivières atmosphériques sont de longues bandes étroites d’humidité dans l’atmosphère qui s’étendent des tropiques aux latitudes plus élevées. Ces rivières 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 source d’eau importante 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 rivières atmosphériques sont présentes dans le monde entier, affectant les côtes ouest des principales masses continentales du monde, notamment le Portugal, l’Europe occidentale, le Chili et l’Afrique du Sud. Les tempêtes dites «Pineapple Express» qui transportent l’humidité d’Hawaï vers la côte ouest des États-Unis ne sont qu’une de leurs nombreuses saveurs. Ma recherche combine l’économie et la science atmosphérique pour mesurer les dommages causés par les 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 des dommages causés par les rivières atmosphériques en raison de crues extrêmes. Nous avons constaté que si bon nombre de ces événements sont bénins, les plus importants d’entre eux causent la plupart des dommages causés par les inondations dans l’ouest des États-Unis et que les rivières atmosphériques devraient s’allonger, devenir plus humides et plus larges dans un climat qui se réchauffe. 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 1600 miles de long à travers le ciel de l’océan Pacifique Nord tropical à la côte nord de la Californie. Juste au nord de la baie de San Francisco, dans la célèbre région viticole du comté de Sonoma, la tempête a déversé plus de 21 pouces de pluie. La rivière Russian a culminé à 45,4 pieds – 13,4 pieds au-dessus du niveau de crue. Pour la cinquième fois en quatre décennies, la ville de Guerneville a été submergée sous les eaux de crue brunes et troubles de la rivière russe inférieure. Les dommages dans le seul comté de Sonoma ont été estimés à plus de US0 million. Des événements comme ceux-ci ont attiré l’attention ces dernières années, mais les rivières atmosphériques ne sont pas nouvelles. Ils ont serpenté dans le ciel pendant 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 provenaient près d’Hawaï et transportaient de la vapeur d’eau chaude vers la côte nord-américaine. À la fin des années 1990, les scientifiques de l’atmosphère avaient découvert que plus de 90% de l’humidité mondiale provenant des régions tropicales et subtropicales était transportée vers des latitudes plus élevées par des systèmes similaires, qu’ils appelaient «rivières atmosphériques». Dans des conditions sèches, les rivières atmosphériques peuvent reconstituer les réserves d’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 sur les économies locales. Après un événement fluvial atmosphérique qui a provoqué de graves inondations au Chili, on peut voir des sédiments emportés des coteaux dans la rivière Itata couler jusqu’à 50 kilomètres de la côte. Observatoire de la Terre de la NASA 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 le Centre for Western Weather and Water Extremes de la Scripps Institution of Oceanography, et l’avons comparé à 40 ans de dossiers d’assurance contre les inondations et à 20 ans d’estimations des dommages par le National Weather Service. Nous avons constaté que les rivières atmosphériques causaient en moyenne 0,1 milliard de dommages par inondation chaque année 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 étaient bénins: environ la moitié n’a causé aucun sinistre assuré et ces tempêtes ont reconstitué l’approvisionnement en eau de la région. Mais il y avait un certain nombre d’exceptions. Nous avons utilisé une échelle de classification atmosphérique des rivières récemment développée qui classe les tempêtes de 1 à 5, similaire aux 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 des rivières atmosphériques ont causé des dommages estimés à moins d’un million. Les tempêtes AR4 et AR5 ont causé des dommages médians dans les années 10 et 100 de millions de dollars respectivement. Les AR4 et AR5 les plus dommageables ont généré des impacts de plus de milliards de dollars par tempête. Ces tempêtes d’un milliard de dollars se produisent tous les trois à quatre ans. Une atmosphère plus humide signifie des tempêtes pires. Notre découverte la plus significative a été une relation exponentielle entre l’intensité des rivières atmosphériques et les dommages causés par les inondations. Chaque augmentation de l’échelle de 1 à 5 était associée à une multiplication par 10 des dommages. Plusieurs études récentes ont modélisé la façon dont les rivières 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 fait évaporer plus d’eau des océans et des lacs, et une humidité accrue dans l’air rend les systèmes d’orage plus forts. Comme les ouragans, les rivières atmosphériques devraient devenir plus longues, plus larges et plus humides dans un climat qui se réchauffe. Notre constatation selon laquelle les dommages augmentent de façon exponentielle avec l’intensité suggère que même des augmentations modestes de l’intensité atmosphérique des rivières pourraient entraîner des impacts économiques beaucoup plus importants. Les scientifiques ont développé une échelle de catégorisation des rivières atmosphériques qui reflète à la fois leurs capacités de reconstitution et leurs effets dangereux. De meilleures prévisions sont essentielles Je crois que l’amélioration des systèmes de prévision atmosphérique devrait être une priorité pour s’adapter à un climat changeant. 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 continueront à venir et elles deviennent de plus en 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. [ Deep knowledge, daily. Sign up for The Conversation’s newsletter. ]Cet article est republié à partir de The Conversation, un site d’actualités à but non lucratif dédié au partage d’idées d’experts universitaires. Lire la suite: Pourquoi certaines pluies tombent-elles plus fort que d’autres? Les glissements de terrain mortels en Californie montrent le besoin de cartes et de zonages qui reflètent mieux le risque de glissement de terrain Les satellites révèlent une nouvelle vision de l’eau de la Terre depuis l’espace Tom Corringham reçoit un financement du Bureau of Reclamation américain; le programme d’application du climat Californie-Nevada (CNAP), une équipe régionale intégrée des sciences et des évaluations de la National Oceanic and Atmospheric Administration; le Southwest Climate Adaptation Science Center (SWCASC), un US Geological Survey National Climate Adaptation Science Center; et les programmes et initiatives de recherche multi-campus par le biais du bureau du président de l’Université de Californie.