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Les pluies intenses et les inondations ont énormément augmenté, partout dans le monde. Cette semaine, la Colombie-Britannique, au Canada a essuyé des précipitations exceptionnelles. Elles ont déclenché des nombreux glissements de terrain qui ont coupé la ville de Vancouver du reste du Canada. Le ministre local de la sécurité publique a déclaré que ces intempéries étaient indubitablement liées au réchauffement climatique, qui a déjà exposé cette région à une vague de chaleur de 49.6°C cet été.
L’humidité atmosphérique s’accroît de 7% par degré de réchauffement, selon la relation de Clausius-Clapeyron (C-C). Cependant, le rapport du GIEC relève que les pluies intenses augmentaient plus vite, de 7 à 14% par degré (en tenant compte des valeurs mesurées jusqu’en 2018; IPCC_AR6_WGI_Chapter_11).
Le chercheur Prein a étudié la formation des orages dans le climat présent et futur. Il s’est penché sur les grands orages (MCS) dans le centre des Etats-Unis. Ils sont déjà plus longs, plus fréquents et plus graves .
Dans le Futur, toutes les régions du monde connaîtront probablement une augmentation de la fréquence de ces grandes tempêtes (lien). Ces intempéries sont parfois accompagnées de grosse grêle et de tornades.
Les orages seront plus grands, si l’énergie potentielle convective augmente et leur permet de s’étendre. Ce sera probablement le cas, car la couche limite sera plus chaude, et contiendra plus d’humidité (Prein et al). L’auteur mentionne que ces résultats recoupent ceux d’études antérieures.
L’intensité des pluies augmentera particulièrement. Les événements horaires de précipitations extrêmes, tels que la pluie intense qui a inondé Lausanne en moins de 30 minutes en 2018, devraient augmenter considérablement dans presque toutes les régions terrestres d’Amérique du Nord. Des augmentations des fréquences extrêmes allant jusqu’à 400 % sont prévues par cet auteur.
Les pluies très intenses et très rapides doivent être traitées par un aménagement adéquat des villes. Il faut savoir aussi si ces forts orages peuvent être accompagnés de tornades, de grêles, ou de vents très forts.
D’autres études suggèrent que le réchauffement climatique, et que la diminution d’aérosols aussi favoriseront la formation des rivières atmosphériques, porteuses de pluies abondantes (Beak and Lora, Nature Climate Change).
Des pluies très importantes se produisent ces dernières années à plusieurs endroits qui globe. Carbon Brief rapporte qu’en Australie, les pluies intenses ont augmenté trois fois plus vite que l’humidité atmosphérique en 2013 déjà (lien).
D’autre part, des précipitations très intenses semblent s’être produites dans le passé terrestre. Un article que j’ai trouvé par Futura Sciences semble montrer que lors de la période de réchauffement PETM, la quantité de lithium dans les mers a baissé, ce que les auteurs expliquent par un grand afflux d’argiles dans les océans, une forte érosion et un fort flux de sédiments. D’immenses pluies ont peut-être provoqué ces écoulements. Elles auraient ensuite permis la réaction du CO2 atmosphérique de réagir avec les roches mises à nu , et la stabilisation du climat (Science Advances; Futura Sciences). D’autres auteurs décrivent d’immenses rivières du passé (Mike Benton), ou d’immenses orages dans des périodes géologiques plus lointaines et plus chaudes (lien).
Excusez-moi de fournir ainsi des éléments épars. Le fait est que les pluies deviennent des déluges, et cette tendance pourrait continuer, les dégâts seraient alors décuplés. Je dois faire une analyse en détail, et proposer une estimation des événements futurs, futures, mais cela nécessite plus de temps.
L’odeur de la forêt provient de molécules chimiques émises par les arbres. L’augmentation de la température accroît la transpiration des forêts et l’émission de ces composés. Dans l’atmosphère, ils subissent des transformations chimiques et certains d’entre eux provoquent la condensation des nuages. Quand il y en a plus,les gouttelettes d’eau qui forment les nuages sont plus petites, les nuages plus clairs, et ils réfléchissent plus la lumière du soleil. Cet effet s’appelle l’albédo. C’est un paramètre important de la température terrestre. Les aérosols dérivés des arbres (BSOA: biogenic secondary organic aerosols),pourraient compenser un peu le réchauffement climatique à mesure que la température augmente.
Dans les forêts boréales, il y a peu de pollution, et les molécules émises par les arbres sont les principaux aérosols dans l’atmosphère.
Au cours des années 2012-2018le Nord a connu des étés plus chauds que par le passé, dont deux épisodes particulièrementdoux. L’émission des aérosols monoterpènes et des sesquiterpènes, qui engendrent les nuages, a alorsbeaucoup augmenté.
La concentration d’aérosols varie de moins d’1 ug /m3 en dessous de 10°C. Elle augmente clairement lorsque la température monte, à environ 9ug /m3 autour de 25°C (figure).La fraction capable de condenser les nuages s’accroît aussi.
L’opacité de l’atmosphère, mesurée par satellite,augmente réellement quand il fait plus chaud (figure).
Les aérosols s’accumulent dans les courants venant de toute part, lorsque l’air stationne au-dessus des forêts; par contre les pluies les emportent. La concentration finale dépend surtout de la température.
Lorsque les étés sont chauds, les arbres transpirent plus, ce qui libère plus de molécules dans l’atmosphère. La végétation boréale pousse aussi beaucoup plus.
Lea scientifiques ont observé une augmentation de l’albédo, un éclaircissement de l’atmosphère terrestre, d’environ 18%. En extrapolant cette valeur, ils supposent que les forêtspourraient émettre encore plus d’aérosols quand il fera plus chaud, etl’albédo au-dessus des étendues du Nord, en été, pourrait doubler à +3°C.Cependant, les bois sont aussi à la merci d’épisodes de sécheresse, de feu, et de maladies qui pourraient perturber leurs capacités à capter le carbone et leur émission de composés aromatiques, alors leur effet pourrait être plus faible que cette estimation. C’est quand même une très bonne nouvelle, et une raison supplémentaire de protéger les forêts du Nord,qui rendront encore de grands services à la Biosphère.
Je résume ici essentiellement la fin du chapitre 5 du 6ième rapport du GIEC, qui traite des interventions humaines possibles et de leurs effets sur la Biosphère. Actuellement, les plantes terrestres captent à peu près un tiers de carbone émis, et les océans un tiers. Le GIEC prévoit une diminution de l’absorption par les océans.
L’afforestation ou la reforestation pourraient capter du CO2 dans la biosphère. Les effets seraient bénéfiques à des nombreux niveaux. La biodiversité, le cycle hydrologique, la stabilité et la composition des sols seraient améliorés. Les forêts émettent aussi des composés qui favorisent la condensation des nuages et changent l’albédo de la Planète. Je passe un peu ici sur les bienfaits évidents de ces solutions simples, naturelles et porteuses de vie pour me présenter les autres techniques.
L’utilisation des terres pour l’agriculture humaine a provoqué la perte de 116 PgC dans les derniers 12’000 ans. Le sol s’est appauvri, le carbone qu’il contenait sous forme d’humus ou de bactéries, champignons et insectes est maintenant dans l’atmosphère.Il est possible d’inverser cette perte et d’augmenter le carbone du sol en choisissant des variétés à grandes racines, en introduisant la rotation des cultures, en laissant des résidus végétaux sur place, et en utilisant des couverts. La fertilité du sol en serait améliorée.
Le sol peut aussi être enrichi en carbone par BECCS (bioénergie avec capture et stockage de carbone). Le Biochar est le produit de la combustion des matières végétales. Son ajout aux sols augmente les stocks de carbone et la fertilité. Le biochar améliore le rendement particulièrement des sols déjà dégradés.Les risques de l’introduction de ces composés dans le sol ne sont pas bien compris (Lorenz et Lal, 2014). Je crains personnellement qu’il ne soient cancérigènes ou toxiques pour certains organismes du sol,alors que d’autres auteurspensent que cela pourrait accroître la biodiversité du sol.
La restauration des tourbières et zones humides par l’arrosage compenserait et augmenterait la quantité de carbone perdue actuellement.
La capture de carbone dans les océans passerait par l’accroissement de la productivité des écosystèmes marins. L’idée est d’ajouter de l’azote dans les océans pour stimuler la productivité des algues, à la base de la chaîne alimentaire marine. Les algues utiliseraient plus de CO2 si elles disposaient de plus d’azote pour leurs molécules essentielles. Le GIEC note que les conséquences d’un ajout d’azote dans l’océan sur cet écosystème sont incertaines.
La restauration des écosystèmes côtiers, marais, mangroves, algues, pourrait capter le carbone.La montée du niveau de la mer pourrait augmenter cet effet, mais les vagues de chaleur marines sont un risque.Le potentiel global est de moins de 0.02 Pg C/y.
Enhanced Weathering (EW): Les scientifiques étudient aussi la possibilité de décupler les réactions chimiques se produisant naturellement sur Terre. il s’agirait de répandre des roches moulues, par exemple de l’olivine, sur les plages ou les champs, les sols ou les océans. Elles fixeraient le CO2 par réaction chimique spontanée. Des essais sont en cours (lien). Ces roches augmenteraient le pH des oceans, l’effet serait donc inverse de l’acidification causée par le CO2.Cela pourrait améliorer la productivité des champs, mais aussi libérer des métaux toxiques, ce qui évidemment serait très nocif. Ce risque devrait évidemment être contrôlé ou exclu.
DACCS: Capture de carbone de l’air avec stockage de carbone. Des usines de capture de carbone de l’air sont actuellement développées, notamment en Suisse (Installation suisse, Climeworks). Différents moyens chimiques sont utilisés pour capter le CO2. Il serait ensuite stocké dans des réservoirs géologiques sous forme de gaz sous pression ou de carbonate. Le GIEC relève que le gaz sous pression pourrait présenter des risques, et l’air qui sort de l’installation pourrait être trop pauvre en CO2 pour la végétation à proximité.
Des projets de capture de méthane apparaissent aussi.Le processus pourrait être réalisé dans l’air,par ” zeolite trapping ” et modification chimique. Le méthane du sol peut être dégradé naturellement par les bactéries du sol, et la présence de forêts facilite ce processus. Une étable pourrait diriger son aération à travers le sol où le méthane serait consommé par les bactéries naturellement présentes.Il pourrait aussi être dégradé par des biopolymères qui incluraient des enzymes décomposant le méthane.Ces technologies sont cependant encore dans l’enfance.
SRM La modification du rayonnement solaire par des molécules dans l’atmosphère diminuerait la proportion de lumière solaire qui atteint la Terre mais augmenterait la diffusion de la lumière.L’effet de changement de lumière sur la croissance des plantes varie dans différents modèles. La températures ne monteraient pas autant, ce qui pourrait limiter la croissance des plantes dans les régions boréales mais réduirait les risques des vagues de chaleur et de sécheresses.Cette intervention pourrait cependant modifier le cycle et la disponibilité de l’eau. Les différents types de modification d’atmosphère auraient des effets un peu différents sur la productivité végétale et sur le cycle hydrologique.
L’injection d’aérosols dans la stratosphère (SAI) comporte le risque de d’une diminution d’ozone qui pourrait comporter des risques pour la végétation (voir blog sur les risques, très exhaustif sur ces risques).
L’éclaircissement des nuages (MCB, marine cloud brightening) consiste à éclaircir les nuages en formant des gouttelettes plus petites, par la dispersion de sel marin par exemple. A priori, cette technologie semble propre, peu polluante, mais pourrait augmenterla durée de vie du méthane dans l’atmosphère et provoquer une pollution par l’ozone.
Malheureusement, si stabilise le méthane, elle serait inutilisable en cas d’émissions de méthane du permafrost, et ce ce jour-là que nous pourrions avoirvraiment besoin de géo-ingénierie, car les températures monteraient haut et vite. Je suis très heureuse de voir apparaître des recherches sur la capture du méthane. L’émission du méthane du permafrost est un des plus graves risques pour la vie sur Terre. Le GIEC, qui se base sur les mesures datant de quelques années, la considère comme peu probable, mais des scientifiques alertent sur ce risque futur, et il est tout à fait souhaitable de nous en prémunir.
Enfin, le CCT (cirrus cloud thinning) vise à affiner les nuages affiner les nuages cirrus en créant des cristaux de glace plus gros. La nucléation des cristaux serait provoquée par du triiodide de bismuth ou de l’acide sulfurique ou nitrique. Je dois me documenter plus cette technique.
Les modèles montrent de façon convaincante que dans un monde à haute concentration de CO2, la géo-ingénierie augmenterait la masse des plantes vertes sur la Terre.Cet effet serait positif. Si nous les laissons pousser, des magnifiques forêts capteraient le carbone et assureraient un bon fonctionnement dela biosphère.
Par contre l’acidification des océans et ses dommages pour la vie marine se poursuivraient. Il faut aussi noter que ces technologies de modification de lumière solaire devraient être appliquées sans interruption. Un arrêt soudain de cette géo-ingénierie, comme une fermeture de parasol, ferait monter brusquement les températures.
J’ajoute que nombreux pays appliquent actuellement une technologie qui n’est pas mentionnée dans le rapport, les pluies artificielles, provoquées par exemple par dispersion de l’iodure d’argent. L’Indonésie s’en est servie pour éviter les feux de forêt, les pays du proche-Orient pour limiter les vagues de chaleur extrêmes, la Chine augmente maintenant la portée de leur dispositif jusqu’à toucher la moitié du pays. Les effets sur la croissance des plantes et sur leur capture du carbone pourraient aussi être positifs, et devraient être étudiés.
Les avions en vol rejettent des résidus du carburant consommé. Ces particules favorisent la condensation de cirrus, fins nuages vaporeux, qui se forment dans certaines conditions atmosphériques. Ils empêchent la chaleur de se dissiper et contribuent au réchauffement climatique.
En 2020, la circulation aérienne a été fortement limitée par les mesures de confinement. Durant cette période, le ciel a été plus dégagé. En absence d’avions, le nombre de nuages cirrus a été réduit de 9%, et ceux qui se sont formés étaient un peu moins denses.
L’arrêt des avions a donc eu un effet bénéfique immédiat sur le réchauffement climatique. Sans ces nuages et leur effet chauffant, la température de la Planète pourrait diminuer un peu (phys.org). Au contraire, un arrêt brusque de la consommation du charbon au sol a pu augmenter légèrement les températures (blog). A long terme bien sûr, l’arrêt de l’aviation actuelle, aussi bien que celui de la consommation du charbon limite l’effet de serre pour les années futures.
Nous pouvons donc limiter l’aviation quasi-immédiatement, enfin dès que les personnes en déplacement seront rentrées à la maison. Des restrictions de vols pourraient constituer une solution valable de sauvetage d’urgence du climat. Au minimum, il faut mettre en place des améliorations telles que des vols sans escale, et des connections en train.
Avant la crise covid, l’aviation connaissait un essor rapide. Si cette évolution se poursuivait, les émissions de carbone des avions augmenteraient beaucoup le réchauffement climatique. De plus, ils provoqueraient la formation de plus de cirrus, et l’effet de serre provoqué par ceux-ci pourrait tripler vers 2050 (phys2). Il faut absolument le juguler avant, et en tenir compte dans conception de nouveaux carburants. Des combustibles plus propres pourraient limiter la condensation des nuages, mais les émissions de CO2 aéronautiques devraient aussi aussi être sérieusement limitées.
Le Tessin, ainsi que la Croatie subit actuellement des fortes chutes de neige. Des précipitations encore plus importantes sont prévues aujourd’hui. Les météorologues alertent sur le risque de pluies abondantes et d’une accumulation de mètres de neige. Des inondations et des avalanches pourraient s’ensuivre. Actuellement, Tessin.ch rapporte 190 cm de neige à Airollo , plus de 80 cm de neige par endroits, et un fort risque d’avalanches.
Plusieurs routes ont été fermées au Tessin.
En ce moment, des masses d’air différentes circulent au-dessus de l’Europe. Une masse d’air Arctique, frais, s’est déversée sur l’Europe et descend assez loin au Sud. Un front froid s’étend vers l’Europe de l’Ouest. D’autre part, une advection chaude monte sur l’Europe de l’Est, amenant de l’air chaud d’Afrique loin au Nord de l’Europe. Plusieurs images présentent la situation en détail (Severe Weather EU). Sur cette carte en direct, je vois dimanche à 11h40 de l’air chaud monter vers les Alpes au dessus-de l’Adriatique (Lien Nullschool).
Avant, il faisait très froid en Arctique. Cette différence de température maintenait la circulation du courant-jet. Ce courant aérien tournait rapidement entre l’Arctique et les latitudes tempérées. Il maintenait une séparation entre les zones climatiques et l’air Arctique séparé du climat tempéré. Actuellement, le pôle se réchauffe vite et la séparation entre les zones climatiques s’affaiblit.
Depuis que l’Arctique se réchauffe, le courant-jet faiblit, ralentit, et forme des méandres. Ces vagues amènent de l’air froid au Sud ou de l’air chaud au Nord, jusqu’au Groenland et au pôle Nord. Ainsi, de l’air froid de Sibérie et de l’air chaud d’Afrique se croisent au Tessin. Le refroidissement des masses chaudes et humides provoque des précipitations. Dans l’avenir, les chutes de neige pourraient être plus fortes.
L’état de Iowa aux Etats-Unis a été balayé par un vent très fort les 10 et 11 août 2020. Sa vitesse dépassait les 100 km/h, parfois les 200 km/h
Plus d’un million de foyers a subi des coupures d’électricité. La tempête a cassé et déraciné des arbres, les projetant sur la route et sur des bâtiments, et arraché des pylônes et des toits de bâtiments. Le vent a fait voler des camions, les routes étaient encombrées de débris divers et impraticables pour les secours.
Des milliers de personnes se sont retrouvés sans abri, à cause de la destruction de leurs maisons, et campaient au mieux de décombres, sans qu’aucune aide ne puisse leur parvenir par les routes bloquées par les débris. L’Iowa a vécu quelques jours dans le monde d’après l’effondrement: pas d’électricité, pas de transports, pas d’approvisionnement et pas de secours de l’Etat.
Les récoltes ont subi d’importants dommages, 66% des cultures ont été perdues. La tempête a généré 17 petites tornades. Il ne s’agissait pas d’un ouragan, mais d’un souffle très fort, qui a traversé l’Etat en ligne droite, appelé ‘Derecho’.
Le réchauffement favorise ces phénomènes
Cette très large ligne d’orages balaye une région étendue. Dans ce cas, l’air arctique frais a rencontré de l’air subtropical venu du golfe du Mexique (exceptionnellement chaud cet année lien) ce qui a entraîné la formation de nuages épais et de très forts orages. Ces phénomènes deviennent plus fréquents, apparaissent par exemple à la suite d’une vague de chaleur. Les fronts chauds et humides responsables de cet événement surviennent de plus en plus souvent (Michael Mann).
Le réchauffement apporte des vents destructeurs
L’augmentation des températures forme les masses d’air extrêmement chaud et humide qui ont provoqué ce phénomène atmosphérique. A mesure que les températures montent, des courants brûlants, plus chargés de vapeur d’eau pourraient provoquer la formation de nuages plus épais et de tempêtes plus importantes. Cela arrivera-t-il souvent? Le vent va-t-il arracher nos arbres, nos bâtiments, et jusqu’au souvenir de notre existence de la surface de la Terre?
Nous avons absolument besoin d’arbres pour lutter contre la chaleur et pour éviter l’aggravation du changement mais à certains endroits, il vaudrait peut-être mieux les tailler pour éviter qu’ils ne tombent sur les bâtiments.
Il faudrait établir un modèle basé sur les événements graves comme celui-ci, explorer l’hypothèse que ces vents se multiplieront avec le réchauffement, et prévoir les dégâts qu’ils pourraient occasionner. Un tel modèle pourrait être rapidement vérifié si des tempêtes semblables se produisent par la suite. Nous devons mieux connaître les risques auxquels le changement climatique nous expose. Combien d’arbres pourrait-il casser, combien de toits ou de pylônes seraient arrachés, combien de bâtiments seraient détruits? Alors seulement, nous commencerons à réaliser ce que nous avons provoqué.
Les semaines passées ont apporté des records de chaleur et des feux dans l’Ouest des Etats-Unis, des pluies torrentielles en Afrique, des vagues de chaleur étranges en Arctiques. ‘ Certains événements étaient quasiment impossibles sans réchauffement causé par l’Homme’ Sonia Seneviratne ETHZ. Le changement climatique a causé de nombreuses vagues de chaleur, des ouragans et des cyclones, et des pluies torrentielles cette année (article Reuters).
Les modèles climatiques prédisent que la température montera à mesure que l’atmosphère s’enrichira en CO2. Ceux du dernier rapport du GIEC, qui servent de base scientifique aux projets de la COP21, estiment qu’un doublement du CO2 atmosphérique ferait monter la température de la Planète d’environ 3 degrés. Certains résultats récents duCMIP6 prévoient cependant que le climat pourrait être plus sensible au CO2, et que le thermomètre pourrait monter plus vite.
La température dépend entre autres des nuages, les nuages de basse altitude refroidissent la Planète, les plus élevés la réchauffent.
Les nuages théoriques des modèles climatiques ont été confrontés à la météo réelle. Les modèles alarmistes, qui prévoient qu’un doublement de CO2 augmenterait la température de plus de 5°C représentent les nuages de façon plus réaliste et plus juste. Ils semblent plus corrects.
Lesobservations satelliteont montré qu’au dessus de l’océan Austral, il y a beaucoup de nuages contenant de l’eau liquide très froide. Ils n’ont pas été prévus. Les nouveaux modèles incluent donc la formation d’eau glacée (supercooled liquid water) dans les nuages. Ils anticipent mieux la formation des nuages.
J’ai remarqué que les orages supercellulaires de ces dernières années, très forts, provoqués parfois par l’arrivée de l’air très chaud, provenaient de nuages épais, s’étendant très haut dans le ciel. La formation de ces nuages pourrait-elle indiquer des turbulences accrues de l’atmosphère qui, avec l’humidité accrue, formeraient des nuages élevés ?
J’ai aussi remarqué que le dernier rapport du GIEC, qui estime que le réchauffement évolue selon les prévisions, n’inclut pas l’année record 2016. Il fut supposé qu’elle était exceptionnelle, mais les températures n’ont pas baissé comme espéré par la suite. Ces modèles plus sensibles à l’augmentation du CO2 pourraient mieux refléter le changement actuel.
Dans ce cas, même les réductions d’émissions de carbone demandées à la COP21 seraient insuffisantes pour limiter le réchauffement à 1,5°C. Il faudrait adopter des mesures complémentaires à celles demandées par la COP21. Ces chiffres pourraient être inclus dans le prochain rapport du GIEC.
Bon article explicatif dans Nature: https://www.nature.com/articles/d41586-020-01484-5
Lien sur ”observations satellite’ corrigé le 15 juin
Addendum le 24 juillet 2020: une nouvelle étude contredit celle-ci et prédit un réchauffement un peu plus faible: https://www.sciencemag.org/news/2020/07/after-40-years-researchers-finally-see-earths-climate-destiny-more-clearly?fbclid=IwAR1IT4jLhoNpvZuN_KS7rpkvvBlueIobDktSX0seFlBi0uVD8cqkf5YbM-Y