Une étude novatrice publiée ce 15 octobre fournit une reconstitution de l’évolution de la ceinture tropicale dans l’hémisphère nord au cours des 800 dernières années. Les résultats révèlent que le bord nordique de la cellule de Hadley a subi d’importantes variations latitudinales au cours des derniers siècles, alternant expansions et contractions. Lorsqu’elles étaient prolongées ou abruptes, ces dernières se sont accompagnées de fortes modulations du cycle hydrologique, et ont conduit à des perturbations sociétales majeures – participant à l’effondrement de certains empires et dynasties.
Le mois dernier, nous avions rédigé un article concernant une étude qui évaluait l’importance de l’extension vers les pôles de la ceinture tropicale au cours des dernières décennies. Nous avions expliqué que les dynamiciens de l’atmosphère identifiaient souvent les bords polaires des cellules de Hadley comme les limites du monde tropical, et que ceux-ci remontaient en latitude depuis les années 1970 a minima. « Conceptuellement, le bord de ces cellules définit la limite entre la zone tropicale située du côté équatorial et la zone extratropicale située du côté polaire ». L’étude avait par ailleurs mis en évidence que le changement climatique n’était probablement pas une cause prépondérante dans l’expansion observée, notamment à cause d’une variabilité naturelle importante à cette échelle de temps. La détection du signal anthropique n’est donc pas triviale et, selon les chercheurs, il faudrait attendre le milieu de ce siècle pour que celui-ci sorte du bruit de fond et soit clairement identifiable.
Une nouvelle étude parue ce 15 octobre dans la revue Nature Geoscience s’est également intéressée à la variabilité de la ceinture tropicale, mais uniquement dans l’hémisphère nord et au printemps. Cependant cette fois, ce ne sont plus seulement les dernières décennies qui ont été analysées, mais les 800 dernières années ! La période étudiée s’étend de 1203 à 2003, ce qui est une première dans le domaine. Étant donné que les observations fiables et directes ne remontent qu’au début des années 1970 avec les satellites, voire aux années 1930 avec les stations terrestres – mais déjà avec une plus grande incertitude – les chercheurs ont dû se tourner vers des indicateurs indirects. Ainsi, ils se sont basés sur les cernes d’arbres en provenance de 5 régions différentes réparties sur l’hémisphère nord : l’Arkansas, l’ouest de l’Amérique, le plateau tibétain, la Turquie et le nord du Pakistan. L’étude des cernes a permis de révéler les conditions climatiques à l’échelle annuelle dans chaque région. Puis, en utilisant une fonction de transfert établie sur la période 1930-2003, les scientifiques ont pu remonter aux contractions et expansions de la zone tropicale jusqu’au début du XIIIe siècle.
Aujourd’hui, les bords des cellules de Hadley se situent vers 30° de latitude nord et sud en moyenne. Mais cette valeur n’est à l’évidence pas représentative des dernières centaines d’années. En effet, les résultats ont mis en exergue que de 1203 à 2003, le bord de la cellule de l’hémisphère nord a subi des fluctuations allant jusqu’à 4° autour de cette latitude de référence – une variation très importante*. En particulier, entre 1568 et 1634, la cellule s’est fortement étendue vers le pôle. Un mouvement qui a été associé à des sécheresses dramatiques ainsi qu’à d’autres perturbations climatiques qui ont participé à l’effondrement de l’Empire ottoman et la fin de la dynastie Ming – pour ne citer que ces deux exemples. « Nos résultats suggèrent que ce changement du climat a été l’un des facteurs contribuant aux perturbations sociétales », indique Valerie Trouet, co-auteure de l’étude.
Les données permettent également de distinguer la trace des éruptions volcaniques majeures et celle des épisodes El-Niño/La-Niña. « On peut voir la contraction des tropiques après des éruptions volcaniques telles que le Tambora », précise-t-elle. En Europe, ce repli de la cellule de Hadley a été caractérisé par l’année dite sans été – le flux perturbé circulait alors anormalement au sud. Au cours d’un épisode El-Niño, les chercheurs notent une contraction globale de la cellule tropicale et inversement pour un épisode La-Niña – l’effondrement de la civilisation de l’île de Pâques ayant en partie été lié à une Niña récurrente entre le XVe et XVIIe siècle, amenant de longues périodes de sécheresse.
Les résultats fournis par ce travail permettront de mieux cerner la variabilité de la circulation atmosphérique à des échelles de temps centennales, et de mieux contraindre les modèles de climat en vue de produire de meilleures projections pour le futur. « C’est la première reconstruction qui remonte à l’époque préindustrielle », a déclaré Valérie Trouet. « Pour connaître la variabilité naturelle du climat, nous devons remonter plus loin dans temps que les 150 dernières années ». Si la ceinture tropicale a subi des variations importantes au cours des 800 dernières années – bien avant le réchauffement climatique provoqué par l’Homme – elles révèlent que les périodes d’expansion persistante ont systématiquement coïncidé avec des sécheresses sévères. Celle qui est en cours et qui devrait se poursuivre ces prochaines décennies risque ainsi de s’accompagner d’impacts socio-économiques majeurs, en particulier concernant les ressources en eau.
* Ce qui donne une « zone de jeu » de 8° de latitude.
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