De nouvelles données montrent que les ondulations des vents de haute altitude, les jet streams, augmentent le risque d’événements climatiques extrêmes. Des chercheurs ont pu découvrir un subtil mécanisme lié au réchauffement rapide de l’Arctique. 

Le grand nombre d’événements extrêmes survenus récemment a conduit une équipe de scientifiques de l’Institut de Potsdam pour la recherche sur l’impact climatique (PIK) à enquêter sur les éventuels mécanismes qui pourraient en être à l’origine.

L’équipe de Potsdam s’est intéressée l’évolution des vents de haute altitude qui circulent d’ouest en est, séparant la masse d’air froid arctique de la masse d’air chaude tropicale. On peut voir ces jet streams comme une barrière. Mais celle-ci n’est pas stable, elle tend à onduler. Les vents peuvent filer en ligne droite mais ils peuvent prendre aussi une direction plus méridionale (nord-sud).

Source : NASA

Un débat anime actuellement la communauté scientifique au sujet de l’évolution de ces vents de haute altitude. Avec le réchauffement climatique, l’Arctique se réchauffe plus vite que les moyennes latitudes : c’est un phénomène que l’on appelle l’amplification arctique. Certains spécialistes du climat comme Jennifer Francis, de l’université Rutgers, pensent ainsi que l’amplification arctique est susceptible de modifier le comportement du jet stream.

Selon son étude publiée en décembre 2013 dans la revue Nature, l’amoindrissement de la différence de température entre le nord et les zones tempérées que sont les Etats-Unis et l’Europe affaiblit le jet stream. La force de ce dernier est liée à la différence entre la température de l’Arctique et celle des zones tempérées. Plus l’écart est important, plus le courant jet est puissant. Or, rappelle Jennifer Francis, l’Arctique s’est réchauffé deux fois plus vite que le reste du globe.

James Screen, chercheur en mathématiques de l’université d’Exeter, estime cependant que les observations et les modèles climatiques n’attestent pas d’une telle tendance. On a déjà pu constater par le passé des épisodes de vortex polaire plus marqués que celui de l’hiver dernier aux Etats-Unis. Il a constaté les événements climatiques extrêmes étaient liés aux ondulations du jet stream mais il estime que le nombre d’événements de ce type n’a pas augmenté avec le réchauffement climatique.

C’est dans le cadre de ce débat sur le comportement des vents de haute altitude et de leur lien avec le réchauffement climatique qu’est publiée l’étude du PIK dans la revue Proceedings of the US National Academy of Sciences (PNAS) . Les chercheurs de Potsdam ont découvert un mécanisme subtil qui entraîne des situations de blocage météo propices aux événements climatiques extrêmes comme des canicules ou des vagues de froid. Il arrive parfois que le puissant courant jet reste bloqué dans une configuration particulière pendant plusieurs semaines. Ce phénomène est lié à l’amplitude des ondes qui le composent.

Ces ondes appelées « ondes de Rossby » comportent une crête anticyclonique où est logé de l’air chaud et sec et un creux dépressionaire où stagne un air plutôt froid et humide.  Le long du jet stream, on trouve généralement 3 à 7 de ces ondes serpentant autour du globe.

Utilisant des données avancées, les chercheurs du PIK ont pu détecter des phénomènes de résonance qui tendent à favoriser des ondes de Rossby de large amplitude. Plus  ces ondes sont larges, plus le temps est susceptible d’évoluer vers les extrêmes.  Cette configuration semble favorisée lorsque les jet stream comportent 7 ondes de Rossby. C’est sous cette forme que le courant jet est le plus susceptible d’amener des événements comme la canicule de 2003 en Europe ou celle de 2010 en Russie. Ces épisodes sont plus fréquents depuis l’an 2000, ont constaté les chercheurs. Ils se produisent presque deux fois plus qu’à l’accoutumée.

Comme Jennifer Francis, Stefan Rahmstorf et ses collègues du PIK font le lien avec le réchauffement de l’Arctique. L’Arctique se réchauffe plus que le reste du globe et le phénomène semble s’accélérer. La différence de température entre l’Arctique et les régions plus au sud s’est réduite de 1,5°C depuis 2000. A mesure que les glaces du Pôle Nord fondent, la région est de moins en moins capable de renvoyer les rayons du soleil vers l’espace. Plus l’atmosphère se réchauffe, plus les glaces fondent. A la place, elles laissent une surface océanique plus sombre qui absorbe davantage l’énergie solaire.

Les scientifiques du PIK affirment que l’évolution du gradient de température entre l’Equateur et le Pôle est propice aux ondes de forte amplitude circulant lentement et amenant des blocages météo.