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Pourquoi le réchauffement du climat est particulièrement insidieux dans les tropiques

Crédits : Public Domain.

Une nouvelle étude permet de comprendre pourquoi le réchauffement des tropiques a le mauvais goût de se concentrer sur les journées les plus chaudes de l’année. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Geoscience le 15 octobre dernier.

Lorsque l’on visualise les cartes de réchauffement moyen observé ou prévu par les différents modèles de climat, les tropiques présentent une élévation de température relativement modeste. En particulier par rapport aux hautes latitudes de l’hémisphère nord.

Des extrêmes de chaleur décuplés

Cette signature est en grande partie due à l’influence de la convection orageuse qui tempère la hausse du mercure en expulsant la chaleur vers les hautes couches de l’atmosphère. Le réchauffement moyen des tropiques est donc tamponné, mais au prix d’une forte réaction du cycle de l’eau.

Néanmoins, et contrairement à ce que pourraient laisser penser les valeurs moyennes, ces régions ne seront pas épargnées par les épisodes de chaleur intenses. En effet, des travaux basés sur la dynamique de l’atmosphère tropicale ont montré que la hausse des températures a la propriété de se concentrer sur les jours les plus chauds de l’année.

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Réchauffement (en °C) des jours les plus chauds de l’année d’ici à 2080-2100, rapporté au réchauffement moyen par cercle de latitude. Les valeurs négatives sur océans indiquent qu’ils se réchauffent moins vite que les terres. Crédits : Michael P. Byrne, 2021.

En analysant un ensemble de projections climatiques entre 20° N et 20° S, l’auteur montre que les 5 % des journées les plus chaudes se réchauffent 20 % de plus qu’une journée moyenne. Une telle distribution du gain en température aura bien sûr des impacts considérables, non seulement sur la santé humaine et l’agriculture, mais également sur les écosystèmes. Comment expliquer ce phénomène ?

De la relation entre température et humidité

Comme l’atmosphère tropicale est affectée par un régime orageux quasi permanent et soumise à une faible influence de la rotation de la Terre, un vigoureux mélange vertical et horizontal a lieu, ce qui homogénéise efficacement la répartition de l’énergie (température + humidité).

En outre, pour un contenu donné en énergie, l’élévation thermique sera plus importante avec une faible humidité. Or, les jours plus chauds de l’année sont justement les plus secs. Aussi, l’énergie additionnelle piégée par les gaz à effet de serre participera peu à l’évaporation de l’eau mais beaucoup au réchauffement de l’air. Avec une humidité abondante, c’est le contraire et l’essentiel de l’énergie sert à évaporer l’eau. Elle s’échappe ensuite dans les grandes tours convectives des cumulonimbus et ne voit pour ainsi dire jamais la surface.

« Selon la théorie, le réchauffement est amplifié les jours chauds qui sont aussi les plus secs : c’est ce qu’on appelle le mécanisme du “plus sec devient plus chaud” » relate Michael Byrne, auteur de l’étude. « Cette théorie comble une lacune importante dans notre compréhension du climat tropical. J’espère que l’étude stimulera de nouvelles recherches, en utilisant la théorie ainsi que les modèles et les observations, pour élargir la compréhension des conditions météorologiques extrêmes dans les tropiques et au-delà ».