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L’augmentation des impacts de foudre en Arctique, source d’emballements climatiques ?

Crédits : flickr.

Alors que la zone polaire nord se réchauffe deux à trois fois plus rapidement que la moyenne mondiale, des transformations aussi rapides que variées affectent la région. À cet égard, l’évolution des phénomènes orageux soulève des inquiétudes croissantes. Parmi elles, le risque de voir la foudre déclencher des boucles d’amplification, ainsi que le détaille une étude publiée dans Nature Climate Change le 5 avril dernier.

Dans un récent article, nous évoquions l’importante augmentation des impacts de foudre au-delà du 60e parallèle nord ces dix dernières années. Les observations témoignant d’une multiplication par huit du nombre de décharges électriques, lesquelles sont passées de 18 000 en 2010 à plus de 150 000 en 2020. Or, cette constatation basée sur l’étude d’une période somme toute assez courte et très récente se trouve désormais complétée par des travaux portant sur les évolutions futures.

Un changement futur dans la continuité des observations récentes

En évaluant les projections climatiques à l’échelle du siècle, la nouvelle étude permet de mieux isoler la part d’augmentation due au réchauffement global. En effet, d’une décennie à l’autre, les tendances peuvent être modulées de façon significative par la variabilité naturelle. Citons tout particulièrement les fluctuations qui mettent en jeu le couple océan-atmosphère (ENSO, AMO, etc.).

« Nous avons projeté la manière dont la foudre changera en Amérique du Nord et en Eurasie dans les forêts boréales des hautes latitudes et les régions de la toundra arctique », rapporte Yang Chen, auteur principal du papier. « L’ampleur de la réponse des éclairs nous a surpris car les changements attendus aux latitudes moyennes sont beaucoup plus faibles ».

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Variation (en %) du nombre d’éclairs en 2080-2100 par rapport à 1986-2005. Le pourcentage est calculé sur mai-août, là où se concentre l’essentiel des orages. Crédits : Yang Chen & al. 2021.

Bien que les modèles ne représentent pas les éclairs en tant que tels, il est possible d’en déduire la statistique en évaluant d’autres variables effectivement représentées. Ainsi, en combinant mesures satellitaires, réanalyses et simulations numériques dans le cas d’un scénario du laisser-faire, les chercheurs montrent que le nombre d’impacts de foudre augmenterait de 112 % aux hautes latitudes nord d’ici la fin du siècle. La région arctique devenant un domaine plus propice à la convection orageuse. En particulier au niveau des marges continentales russes et scandinaves.

Des boucles d’amplification influencées par la foudre

Les résultats obtenus sont loin d’être anecdotiques. Plus précisément, les auteurs avancent qu’un nombre accru de décharges de foudre arctiques pourrait alimenter des boucles de rétroactions climatiques positives (amplificatrices). En effet, une fois brûlés, les herbes, mousses et autres arbustes de la toundra ne jouent plus leur rôle de barrière qui empêche les graines d’arbres venues du sud de prendre racine. De fait, les espèces méridionales gagneraient du terrain tout en limitant la quantité de rayonnement solaire réfléchi vers l’espace – leur albédo étant plus faible que celui des steppes -, ce qui réchaufferait encore un peu plus la région.

Par ailleurs, le sol étant moins isolé, le carbone pourrait s’échapper avec plus de facilité vers l’atmosphère. En résumé, par l’augmentation des feux de végétation qu’ils permettent, les éclairs ont la capacité d’induire une expansion vers le nord des forêts boréales et une libération accrue de carbone du pergélisol.

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Représentation schématique des boucles de rétroaction décrites. Les pointillés marquent l’influence indirecte de la foudre sur la boucle de rétroaction entre carbone, pergélisol et réchauffement. Crédits : Yang Chen & al. 2021.

« En Alaska, 2015 a été une année d’incendies exceptionnelle en raison d’un nombre record de départs de feux », note James Randerson, co-auteur de l’étude. « Une chose qui nous a fait réfléchir est que la foudre fut responsable du nombre record de feux de végétation ». Un ensemble de processus jusqu’à présent peu étudié dans le cadre du réchauffement de l’Arctique et qui va sans nul doute concentrer de nouveaux efforts de recherche dans les années à venir.

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