février 4, 2023

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L’hémisphère sud est plus venteux que l’hémisphère nord, et nous savons enfin pourquoi

Depuis des siècles, les marins qui ont parcouru le monde savent où les tempêtes les plus redoutables les attendent : l’hémisphère sud. Les vagues couraient jusqu’au sommet des montagnes et menaçaient de les engloutir [the ship] Chaque tour », a écrit un passager lors d’un voyage de 1849 qui a contourné la pointe de l’Amérique du Sud.

De nombreuses années plus tard, les scientifiques se penchant sur les données satellitaires peuvent mettre les chiffres derrière l’intuition des marins : l’hémisphère sud est déjà plus venteux que l’hémisphère nord, d’environ 24 %, en fait. Mais personne ne sait pourquoi.

Une nouvelle étude menée par la climatologue de l’Université de Chicago, Tiffany Shaw, fournit la première explication concrète de ce phénomène. Xu et ses collègues ont trouvé deux causes principales : la circulation océanique et les grandes chaînes de montagnes dans l’hémisphère nord.

L’étude a également révélé que cette asymétrie des tempêtes a augmenté depuis le début de l’ère des satellites dans les années 1980. Ils ont constaté que l’augmentation était qualitativement cohérente avec les projections du changement climatique à partir de modèles basés sur la physique.

Conte des deux hémisphères

Pendant longtemps, nous ne savions pas grand-chose sur la météo de l’hémisphère sud : la plupart des façons dont nous observons la météo dépendent de la terre, et l’hémisphère sud a beaucoup plus d’océans que l’hémisphère nord n’en connaît.

Mais avec l’avènement de la surveillance mondiale par satellite dans les années 1980, nous pouvons quantifier la gravité de la différence. L’hémisphère sud a un courant-jet plus fort et des événements météorologiques plus intenses.

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Des idées ont circulé, mais personne n’a définitivement expliqué cette asymétrie. Xu – avec Osamu Miyawaki (PhD 22, actuellement au National Center for Atmospheric Research) et Aaron Donohue à l’Université de Washington – avaient des hypothèses tirées de leurs propres études et d’autres études antérieures, mais voulaient passer à l’étape suivante. Cela signifie combiner plusieurs sources de preuves, à partir d’observations, de théories et de simulations basées sur la physique du climat de la Terre.

« Vous ne pouvez pas mettre la Terre dans un bocal, nous utilisons donc à la place des modèles climatiques basés sur les lois de la physique et menons des expériences pour tester nos hypothèses », a expliqué Xu.

Ils ont utilisé un modèle numérique du climat de la Terre basé sur les lois de la physique qui reproduisait les observations. Ensuite, ils ont retiré différentes variables une par une et ont déterminé l’effet de chacune sur les tempêtes.

La première variable qu’ils ont testée était la topographie. De grandes chaînes de montagnes perturbent le flux d’air d’une manière qui réduit les ondes de tempête, et il y a plus de chaînes de montagnes dans l’hémisphère nord.

En fait, lorsque les scientifiques ont aplati toutes les montagnes de la Terre, environ la moitié de la différence d’onde de tempête entre les deux hémisphères a disparu.

L’autre moitié était liée au cycle océanique. L’eau se déplace autour du monde comme un tapis roulant très lent mais puissant : elle coule au pôle Nord, longe le fond de l’océan, remonte près de l’Antarctique, puis coule près de la surface, apportant de l’énergie avec elle. Cela crée une différence d’énergie entre les deux hémisphères. Lorsque les scientifiques ont essayé de retirer ce tapis roulant, ils ont vu l’autre moitié de la différence dans la tempête disparaître.

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ça devient orageux

Après avoir répondu à la question fondamentale concernant la cause de la tempête dans l’hémisphère sud, les chercheurs ont ensuite examiné comment la tempête avait changé depuis que nous avons pu la suivre.

En revenant sur des décennies d’observations, ils ont constaté que l’asymétrie des tempêtes avait augmenté pendant l’ère des satellites à partir des années 1980. Autrement dit, l’hémisphère sud devient plus venteux, tandis que le changement en moyenne dans l’hémisphère nord était minime.

Les changements de tempête dans l’hémisphère sud étaient associés à des changements dans l’océan. Ils ont découvert qu’un effet océanique similaire se produit dans l’hémisphère nord, mais que son effet est annulé par l’absorption de la lumière solaire dans l’hémisphère nord en raison de la perte de glace de mer et de neige.

Les scientifiques ont vérifié et constaté que les modèles utilisés pour prédire le changement climatique dans le cadre du rapport d’évaluation du GIEC montraient les mêmes signes – onde de tempête dans l’hémisphère sud et changements négligeables dans le nord – qui agissent comme un prédicteur important et indépendant. Vérifiez l’exactitude de ces formulaires.

Il peut être surprenant qu’une question aussi simple et trompeuse – pourquoi un hémisphère est-il plus venteux que l’autre – soit restée sans réponse pendant si longtemps, mais Xu souligne que le domaine de la physique du temps et du climat est relativement jeune par rapport à beaucoup d’autres.

Ce n’est qu’après la Seconde Guerre mondiale que les scientifiques ont commencé à construire des modèles de la physique qui déterminent le temps et le climat à grande échelle (dont des contributions majeures ont été apportées par le professeur Carl Gustav Rossby de l’Université de Chicago).

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Mais avoir une compréhension approfondie des mécanismes physiques à l’origine du climat et de sa réponse aux changements d’origine humaine, tels que ceux présentés dans cette étude, est essentiel pour prédire et comprendre ce qui se passera à mesure que le changement climatique s’accélère.

« En jetant ces bases de compréhension, nous augmentons la confiance dans les prévisions du changement climatique et aidons ainsi la société à mieux se préparer aux impacts du changement climatique », a déclaré Xu. « Un thème majeur de ma recherche est de comprendre si les modèles nous donnent de bonnes informations maintenant afin que nous puissions faire confiance à ce qu’ils disent sur l’avenir. Les enjeux sont élevés et il est important d’obtenir la bonne réponse pour la bonne raison. »