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Dans un lointain passé, la Terre a peut-être connu des tempêtes de pluie massives, larges de centaines de kilomètres, déversant plus de 30 centimètres de pluie en quelques heures seulement.

Les chercheurs ont modélisé plusieurs époques de chaleur extrême sur notre planète – des périodes où la température de surface aurait été d’environ 47 Celsius – et pensent que les cycles de sécheresse auraient été rapidement suivis de déluges de pluie.

Ce cycle climatique est un « état atmosphérique nouveau et totalement inattendu », selon l’équipe à l’origine de cette nouvelle étude. Non seulement il peut améliorer notre compréhension du passé et de l’avenir de la Terre, mais il peut également éclairer nos observations des exoplanètes en dehors de notre système solaire.

« Si vous deviez regarder une grande parcelle des tropiques aujourd’hui, il pleut toujours quelque part », explique le climatologue Jacob Seeley de l’Université Harvard dans le Massachusetts.

« Mais nous avons constaté que dans les climats extrêmement chauds, il pouvait y avoir plusieurs jours sans pluie nulle part sur une énorme partie de l’océan. Puis, soudainement, une tempête de pluie massive se déclenchait sur la quasi-totalité de la région, déversant une énorme quantité de pluie. Puis le calme revenait pendant quelques jours et la situation se répétait. »

Les chercheurs ont réalisé une série de simulations, en augmentant dans certains cas la température jusqu’à 54 degrés Celsius de plus qu’actuellement sur Terre. L’augmentation du CO2 atmosphérique (jusqu’à 64 fois les niveaux actuels) et l’augmentation de la luminosité du soleil ont été testées.

Des sauts de température de cette ampleur créent ce que l’on appelle une « couche d’inhibition » – une couche près de la surface de la Terre causée par la vapeur d’eau atmosphérique chauffée, qui empêche les nuages convectifs de s’élever et de former des nuages de pluie. Cette couche maintient donc l’évaporation piégée près de la surface.

Dans le même temps, la perte de chaleur vers l’espace entraîne la formation de nuages dans la haute atmosphère. La pluie provenant de ces nuages s’évapore avant d’atteindre la surface, en raison de la chaleur excessive, de sorte que l’eau du système continue de s’accumuler. Cette évaporation finit par briser la couche d’inhibition, déclenchant un déluge qui peut durer des heures.

« C’est comme charger une batterie massivement », explique Seeley. « Vous avez une tonne de refroidissement en altitude dans l’atmosphère et une tonne d’évaporation et de réchauffement près de la surface, séparées par cette barrière ».

« Si quelque chose peut briser cette barrière et permettre à la chaleur et à l’humidité de la surface de pénétrer dans la haute fraîche atmosphère, cela va provoquer une énorme tempête de pluie. »

Dans une simulation, les chercheurs ont observé plus de précipitations en six heures que ce que certains cyclones tropicaux en apportent aux États-Unis en plusieurs jours. Cela représente beaucoup d’eau. Une fois qu’elle a été libérée, la « batterie atmosphérique » se recharge et le cycle se répète.

Selon les chercheurs, la convection en serre démontrée dans cette étude est similaire à certains égards à ce que l’on observe déjà dans les grandes plaines des États-Unis, mais à une échelle spectaculairement plus grande.

Aussi grave que soit la crise climatique, personne ne prévoit pour l’instant de tels sauts de température pour la Terre. Cependant, cette recherche est importante pour comprendre ce dont le climat de la Terre est capable, et pour tracer l’avenir de notre planète sur des millions d’années, alors que le Soleil continue de briller.

« Cette étude a révélé une nouvelle physique dans un climat qui n’est que très peu différent de la Terre actuelle d’un point de vue planétaire », a déclaré Robin Wordsworth, spécialiste de l’environnement à l’université de Harvard.

« Cela soulève de nouvelles grandes questions sur l’évolution du climat de la Terre et des autres planètes, sur lesquelles nous allons travailler pendant de nombreuses années. »

Les recherches ont été publiées dans la revue Nature.

Adaptation Terra Projects

Source : https://www.sciencealert.com/

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