Qui n’en a jamais rêvé ? Si le récit de Jules Verne vous a inspiré, mais vous n’avez ni le temps ni les moyens de vous offrir un tel périple, nous vous faisons voyager aujourd’hui à travers un petit tour du monde météorologique.
Nous effectuerons notre voyage depuis l’espace, plus exactement à 36’000 km d’altitude grâce aux différents satellites géostationnaires qui gravitent au-dessus de la Terre. L’image satellite ci-dessous est composée des champs de visions de cinq satellites géostationnaires formant ainsi une image composite du globe. Les couleurs utilisées ne sont pas les « vraies » couleurs qu’une ou un astronaute verrait depuis l’espace, mais une combinaison de différents canaux qui ont été traduits en couleurs visibles pour l’être humain. L’intérêt de ce procédé est d’une part de ne pas être limité à la région du globe où il fait jour et d’autre part de pouvoir utiliser des régions du spectre électromagnétique non-visible pour l’humain, mais qui révèle des propriétés atmosphériques particulières (p.ex. l’infrarouge permet de visualiser l’altitude du sommet des nuages). L’image satellite que nous avons choisie pour notre voyage permet de distinguer les différentes masses d’air et d’identifier les nuages précipitants. Le violet représente les masses d’air polaire, le vert les masses d’air tropical, le rouge les masses d’air sec et le blanc les nuages épais (généralement dont le sommet atteint la tropopause et qui produisent des précipitations).
Avant d’entreprendre un tour du monde, il faut d’abord choisir quelles régions on veut visiter et définir un itinéraire. Pour cela, commençons d’abord par une analyse globale de ce que nous voyons depuis notre vaisseau. Dans les régions polaires, on remarque sans surprise des masses d’air polaire (en violet) et des masses d’air sec (en rouge). Ces dernières correspondent souvent à des incursions d’air stratosphériques (donc très sec) dans la troposphère et sont associées à des perturbations (p.ex. au centre de la dépression au sud du Groenland, voir aussi Figure 2). Dans les tropiques, on distingue logiquement des masse d’air chaudes (en vert). A l’intersection entre les masses d’air tropical et polaire, on retrouve beaucoup de nuages qui ont l’air de s’enrouler en spirale : ce sont les dépressions des moyennes latitudes. Dans l’Atlantique Nord, au sud du Groenland, on remarque une dépression mature : c’est là-bas que nous commencerons notre voyage. Dans les tropiques, où la distribution de température est plus uniforme, on distingue de nombreux nuages qui ont l’air moins organisés que les dépressions des moyennes latitudes : ce sont des cumulonimbus qui donnent des orages. On en distingue notamment beaucoup en Afrique centrale et orientale : ce sera la deuxième étape de notre tour du monde. Finalement, au nord-ouest de l’Australie, on distingue une dépression d’une tout autre nature que celles des moyennes latitudes : un cyclone tropical (appelé ouragan dans l’Atlantique Nord et le Pacifique Nord-Est et typhon en Asie de l’Est). Ce sera la dernière étape de notre tour du monde.
La Figure 2 montre un zoom de la dépression au sud du Groenland. C’est un système mature typique des moyennes latitudes où se rencontrent masses d’air polaire et tropical. Ces dépressions trouvent d’ailleurs leur énergie dans ce contraste de température entre ces deux masses d’air. Ce sont en fait des tourbillons qui mélangent l’air polaire avec l’air tropical et à leur intersection se forment des fronts. Ce faisant, ces dépressions ou cyclones extratropicaux redistribuent l’excès d’énergie solaire dans les tropiques vers les pôles (sinon les pôles se refroidiraient constamment et les tropiques se réchaufferaient). Ils ont donc un rôle essentiel dans le climat. A propos : savez-vous que les pôles se réchauffent plus que les tropiques ? Par conséquent, la différence de température entre les tropiques et les pôles diminue et comme cette différence correspond à l’énergie disponible pour les cyclones extratropicaux, ces derniers vont être directement impacté par le changement climatique. On s’attend à une diminution du nombre de cyclones extratropicaux, mais certains d’entre eux seront plus violents. De plus, on s’attend à une augmentation des précipitations associées à ces dépressions (de l’air plus chaud peut contenir plus de vapeur d’eau). A noter que nous parlons ici uniquement de cyclones extratropicaux : nous voyagerons vers un cyclone tropical à la fin de notre du monde.
Voyez-vous d’autres cyclones extratropicaux sur cette image ? N’hésitez pas à partager vos trouvailles dans les commentaires (et n’oubliez pas l’hémisphère sud !).
On retrouve dans les tropiques une zone de basses pressions qui est créée par la convergence des masses d’air chaudes et humides transportées par les alizés (vent d’est régulier qui souffle dans les tropiques) : c’est la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Dans cette zone se forment de nombreux orages, tel qu’on peut le voir dans la Figure 3. La ZCIT a une importance considérable pour les régions tropicales, car elle régit les saisons sèches et humides. En effet, durant l’été boréal (c.-à-d. l’été dans l’hémisphère nord), la ZCIT se trouve plus au nord, alors qu’elle migre plus au sud durant l’été austral. C’est pour cela que la saison des pluies pour les pays proches du tropique du Cancer correspond plus au moins aux mois de juin à septembre et pour les pays proches du tropique du Capricorne, aux mois de décembre à mars. Cet article de blog paru le mois passé résume bien la saison des pluies et la ZCIT. Des anomalies dans le déplacement de la ZCIT peuvent causer de graves sécheresses dans les pays équatoriaux. L’impact du changement climatique sur la ZCIT est donc d’une importance capitale pour ces pays, car il peut avoir de graves conséquences sur la disponibilité de l’eau et l’agriculture. Certaines publications scientifiques récentes s’accordent à dire que la ZCIT va se déplacer en direction de l’équateur et s’affaiblir avec le réchauffement global (Zhou et al. 2020).
Nous continuons notre voyage vers le sud-est en traversant l’océan Indien pour aller au nord-ouest de l’Australie où le cyclone tropical Ilsa a beaucoup fait parler de lui (voir Figure 3). Ilsa a battu le précédent record de vent qui datait de 10 ans en atteignant 218 km/h sur l’île inhabitée de Bedout. En se déplaçant sur l’Australie, Ilsa a perdu en intensité, mais apporte toujours de fortes précipitations et des vents moyens de 120 km/h. Les cyclones tropicaux sont fondamentalement différents des cyclones extratropicaux en cela que leur source principale d’énergie est la vapeur d’eau. En effet, lorsque la vapeur d’eau se condense durant les mouvements ascendants à l’intérieur des orages du cyclone tropical, elle dégage de la chaleur qu’on appelle chaleur latente de condensation. Plus la surface de l’océan est chaude, plus il y a de vapeur d’eau et donc d’énergie disponible pour le cyclone. Les cyclones tropicaux n’ont pas de contraste de température marqué comme les cyclones extratropicaux et n’ont pas de fronts. Ils sont également plus petits que leurs cousins des moyennes latitudes, mais n’en sont pas moins violents : ils font partie des phénomènes naturels les plus dévastateurs. Comme vous pouvez l’imaginer, le réchauffement climatique a aussi une influence sur eux. Un article récent du Bulletin of the American Meteorological Society mentionne notamment qu’on s’attend à une augmentation de l’intensité des précipitations associées aux cyclones tropicaux et à une augmentation de la proportion des cyclones tropicaux très intenses.
Et voilà, il ne nous reste plus qu’à traverser le Pacifique et l’Amérique du Nord pour boucler notre tour du monde. Nous espérons que vous avez pu découvrir certains phénomènes météorologiques à travers ce voyage et surtout que vous avez pu apprécier la sensibilité de ces phénomènes au changement climatique. Comme ceux-ci peuvent avoir des conséquences catastrophiques pour l’être humain, il va de soi que nous devons minimiser notre impact sur le climat.