Rivières atmosphériques, les cieux font pleuvoir leur colère

Des rivières dans les cieux ? Le terme a beau être poétique, les conséquences de ces phénomènes naturels peuvent être absolument dramatiques. Définies au début des années 1990, les rivières atmosphériques, sont en fait d’énormes flots de vapeurs atmosphériques, se formant en altitude et s’étendant sur plusieurs milliers de kilomètres. "Ces rivières atmosphériques sont en fait provoquées par des situations particulières, où les dépressions sont bloquées. L'humidité qu'elles transportent est alors contrainte d'emprunter une seule direction, comme dans un canal", renseigne Vincent Favier, glaciologue à l'Institut des géosciences de l'environnement. Et pourtant, de tels mastodontes sont longtemps passés à travers les mailles du filet, échappant totalement à l’œil attentif des météorologues. Mais comment est-il seulement possible de ne pas voir l’équivalent, en quantité d’eau, de dix Mississippi à un kilomètre d’altitude ? "À la différence des nuages, il n'y a là presque pas d'eau liquide, c'est seulement de la vapeur invisible ; vous pouvez traverser ces corridors humides en avion sans même vous en rendre compte", fait remarquer Michael Dettinger, hydro-climatologue à l'Agence géologique américaine. La chasse aux fantômes est ouverte.

Inondations : se méfier de l’eau qui dort

Les responsables des inondations de nos contrées sont souvent désignés parmi les cyclones et autres dépressions atmosphériques, mais quid des rivières atmosphériques ? Selon une étude publiée en 2013 dans la revue Geophysical Research Letters, huit des dix plus fortes précipitations maximales annuelles enregistrées entre 1979 et 2011 dans le nord de la France, en Norvège, dans le sud-ouest de l'Angleterre ou dans certaines parties de l'Ecosse seraient liées aux rivières atmosphériques. Ces dernières sont dorénavant identifiées comme des coupables potentiels, tant les quantités d’eau charriées par ces vapeurs aériennes sont considérables. "Nos derniers travaux montrent qu'une rivière atmosphérique présente en moyenne un débit équivalent à 2,6 fois celui de l'Amazone à son embouchure", explique Marty Ralph, directeur du Centre de météorologie extrême de l'Ouest (Université de Californie), soit environ 540 000 mètres cubes d'eau par seconde.

"L’explosion de la population urbaine a créé de grands pôles démographiques, très denses, basés sur de grandes surfaces artificialisées, c’est à dire imperméables"

Les chercheurs renvoient à l’épisode tristement célèbre de Californie : en 1861, la veille de Noël, les californiens ont eu le droit à un cadeau bien particulier signé Mère Nature, des pluies diluviennes et d’intenses trombes d’eau tombant quasiment sans interruption pendant...43 jours. Résultat ? Des milliers de morts, 200 000 têtes de bétails noyées, la création d’une véritable mer intérieure de cinq-cents kilomètres de long pour trente kilomètres de large, et une ville de Sacramento sous trois mètres d’eau boueuse, qui mettra six mois à sécher. Si la fréquence d’occurrence de ce genre de phénomènes naturels n’est pas quotidienne, les conséquences seraient aujourd’hui bien plus dramatiques. L’explosion de la population urbaine a créé de grands pôles démographiques, très denses, basés sur de grandes surfaces artificialisées, c’est à dire imperméables. Mis bout à bout, ces facteurs promettent des désastres sans nom, en cas de précipitations concentrées de cette envergure.

Conscients du danger, certains météorologues ont tâché de comprendre, grâce à des modélisations, quelles pourraient être les conséquences d’un tel phénomène aujourd’hui. Ils ont donc simulé une tempête d’intensité similaire, couvrant la même zone qu’en 1861, mais ne durant que vingt-trois jours. Le bilan se chiffre en milliards de dollars de pertes, en termes de production agricole et de dégâts matériels, quatre cents milliards de dollars, pour être précis. Maintenant que le potentiel dévastateur de tels événements a été identifié, la question qui brule les lèvres de beaucoup est la suivante : à quelle fréquence les rivières atmosphériques se déchainent-elles ? Après analyse des sédiments, des climatologues ont déterminé que des inondations d’ampleurs similaires frappent la Californie environ tous les deux cents ans. Reste à déterminer quelle proportion a été directement causée par ces structures atmosphériques, et si ce pallier de deux siècles est une base solide se prêtant à l’extrapolation.

L’Antarctique les pieds dans l’eau

Les rivières célestes, en plus de déchaîner des précipitations torrentielles un peu partout dans le monde, sont également un facteur, non négligeable, d’accentuation de la fonte de la calotte glaciaire antarctique. "West Antarctic surface melt triggered by atmospheric rivers", une étude menée par des chercheurs de l’Université Grenoble Alpes, du CNRS et de la Sorbonne, du Royaume-Uni et du Portugal décompose le phénomène. Ces rivières menacent directement les plateformes de glace d’Antarctique, véritables filtres empêchant les glaciers émissaires "rapides et puissants" d’atteindre la mer. Ces plateformes "collectent plus de 80 % de la glace provenant de l’écoulement des glaciers émissaires de l’Antarctique", et agissent comme des bouchons. Mais la fonte et la désintégration des plateformes Larsen A, Larsen B et Larsen C a démontré l’importance des rivières atmosphériques dans le processus. La fonte en surface initiée par la chute de précipitations chaudes, conduit l’eau, après saturation de la neige de surface, à former des lacs ou s’écouler dans des crevasses, pouvant potentiellement entrainer une fracturation hydraulique et la rupture de la plateforme.

"La mise en route du processus de fonte de la grande barrière de Ross coïncide, systématiquement, avec l’arrivée de rivières atmosphériques"

L’étude rappelle que ces phénomènes climatiques sont observés depuis les années 1980, résultant en un constat des plus alarmant. Les scientifiques ont ainsi montré que la mise en route du processus de fonte de la grande barrière de Ross coïncide, systématiquement, avec l’arrivée de rivières atmosphériques. Mais pourquoi s’acharner sur le Continent Blanc de la sorte ? L’Antarctique n’attire pas “magiquement” ces volumes d’eau, mais est bien victime d’une situation dite de "blocage". De fait, des anticyclones au large des côtes de l’étendue gelée empêchent la libre circulation des dépressions aux alentours, les forçant à prendre un itinéraire distinct, et contraignant l’humidité et la chaleur en provenance des zones au climat tempéré, à se diriger vers une zone réduite du Continent Austral, entrainant des situations 10°C plus élevées qu’à la normale. "Pour l’instant, ces fontes ciblées ne se produisent qu’une douzaine de fois par an dans l’ouest de l’Antarctique. Mais il y a fort à parier que le réchauffement climatique pourrait accélérer le phénomène" poursuivent les chercheurs.

Un phénomène accentué par le changement climatique ?

Le changement climatique arrivera avec son lot de catastrophes naturelles, généralisant les épisodes de sécheresses, et rendant les cyclones bien plus fréquents. Malheureusement, les rivières atmosphériques seront également conviées aux festivités et pourraient devenir plus récurrentes que jamais. Des conclusions déjà soulignées par l’étude : "Future changes in atmospheric rivers and their implications for winter flooding in Britain", publiée sept ans plus tôt. Les résultats de cette dernière tendent à montrer que "les rivières atmosphériques de l'Atlantique Nord devraient gagner en intensité et être plus nombreuses dans les scénarios futurs". Les chercheurs s’étant particulièrement penchés sur le cas de la Grande Bretagne et de l’Europe occidentale, ils prévoient une augmentation significative des épisodes de précipitations intenses et d’inondations.

"Plus de vapeur en transit dans l’atmosphère ne signifie pas obligatoirement plus de pluie à l’arrivée"

Toutefois, si un réchauffement du climat conduirait à la formation de plus grandes quantités de vapeur et à une intensification des flux de vapeur, d’autres chercheurs estiment que simplement poser l’équation : plus de vapeur égal plus d’inondations et donc plus de dégâts économiques, est irrecevable, tant les mécanismes régissant la transformation de masses atmosphériques en précipitations sont variables et mal compris. "Tracking an atmospheric river in a warmer climate : from water vapor to economic impacts" est une étude publiée en 2018 par des chercheurs de l’University of Illinois et de l’US Army Corps of Engineers. Ils ont "traqué" une de ces fameuses rivières atmosphériques, grâce à un outil développé par leurs soins. Après l’avoir suivi durant le mois de décembre 2007, au-dessus du lit de rivière de Chehalis, ils ont constaté que même si une concentration plus conséquente de vapeur était constatée, les taux de précipitations ne se sont pas révélés plus importants qu’auparavant. Ils en arrivent, par conséquent, à la conclusion étonnante que plus de vapeur en transit dans l’atmosphère ne signifie pas obligatoirement plus de pluie à l’arrivée. Même si le débat, quant aux impacts futurs des rivières atmosphériques, reste ouvert, de tels phénomènes sont indomptables et encouragent donc la lutte contre le changement climatique.

Thomas Gutperle