Comment la fumée des feux de forêt en provenance d’Australie a affecté les événements climatiques dans le monde

De nouvelles recherches impliquent les émissions des incendies australiens de 2019-2020 dans l’émergence d’un super La Niña de trois ans qui a alimenté les sécheresses en Afrique et les ouragans dans l’Atlantique.

Les retombées d’aérosols des incendies de forêt qui ont brûlé sur plus de 70000 miles carrés d’Australie en 2019 et 2020 étaient si persistantes et répandues qu’elles ont éclairé une vaste zone de nuages ​​au-dessus de l’océan Pacifique subtropical.

Sous ces nuages, la surface de l’océan et l’atmosphère se sont refroidies, déplaçant une ceinture de précipitations tropicales clé vers le nord et poussant le Pacifique équatorial vers une phase froide inattendue et de longue durée du cycle La Niña-El Niño, selon une étude publiée aujourd’hui dans Science Advances. .

Les aérosols des incendies de forêt sont essentiellement de la poussière de feu – des morceaux microscopiques de matière minérale ou organique carbonisée qui peuvent monter dans la stratosphère et se propager à travers les hémisphères avec des effets climatiques variés, selon l’endroit où ils sont produits et où ils finissent.

Dans la nouvelle étude de modélisation, les scientifiques ont quantifié comment les aérosols des incendies de forêt australiens ont fait que les nuages ​​​​au-dessus du Pacifique tropical réfléchissent plus de lumière solaire vers l’espace. L’effet de refroidissement équivalait à éteindre une ampoule de 3 watts sur chaque mètre carré de la région océanique. Et ce refroidissement, selon leurs données, a déplacé la ceinture de nuages ​​et de pluie appelée la zone de convergence intertropicale vers le nord.

Combinés, les effets ont peut-être contribué à déclencher la rare période La Niña de trois ans, de fin 2019 à 2022. Les impacts de La Niña se sont propagés dans le monde entier, intensifiant la sécheresse et la famine en Afrique de l’Est et préparant la région de l’océan Atlantique aux ouragans, alors que 2020 est devenue la saison des tempêtes tropicales la plus active jamais enregistrée avec 31 systèmes tropicaux et subtropicaux, dont 11 tempêtes qui ont touché terre aux États-Unis, dont quatre seules en Louisiane.

« Les résultats mettent en évidence les impacts climatiques pluriannuels généralisés causés par une saison de feux de forêt sans précédent », a déclaré l’auteur principal. Jean Fasulloun scientifique de l’atmosphère avec le Centre national de recherche atmosphérique à Boulder, Colorado.

« De novembre à janvier, d’énormes quantités de fumée ont été pompées continuellement dans l’atmosphère », a-t-il déclaré. « Plus vous avez de particules dans l’atmosphère, plus vous obtenez de gouttelettes de nuage, plus ces gouttelettes de nuage sont brillantes et plus elles vivent longtemps dans l’atmosphère. Ces ponts de stratus sont si importants pour le budget énergétique de la Terre que si vous êtes capable de les perturber un peu, cela fait une grande différence. »

De telles interactions à grande échelle entre les aérosols des feux de forêt et le climat « pourraient devenir plus fréquentes en raison du changement climatique, car les feux de forêt devraient s’intensifier et devenir plus fréquents », ont averti les auteurs.

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Les émissions des feux de forêt font partie de changements plus larges

Le nouveau document cadre avec d’autres recherches récentes sur la façon dont le réchauffement climatique affecte les courants océaniques dans l’océan Austral, a déclaré le climatologue du NCAR Stephen Yeager, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.

« Le lien avec le changement climatique est en quelque sorte caché là-dedans », a-t-il déclaré. « Les incendies de forêt ont déclenché cette chaîne d’événements qui ont entraîné un refroidissement dans l’est du Pacifique. C’est une réaction en chaîne à laquelle nous pouvons nous attendre davantage à l’avenir… parce que nous nous attendons à ce que les émissions de feux de forêt augmentent. Nous nous attendons à ce que l’Australie devienne plus sèche et que ces incendies de forêt s’aggravent. »

Yeager a déclaré que la nouvelle recherche est précieuse car elle met en évidence comment les changements et les perturbations des écosystèmes sur terre peuvent affecter l’océan et l’atmosphère.

« Cette interaction n’a pas été pleinement appréciée », a-t-il déclaré. « Les dynamiques du climat s’intéressent traditionnellement à l’atmosphère de l’océan et à leur interaction. Mais ajouter de la terre au mélange grâce à ce forçage des incendies de forêt est assez nouveau. Je pense que cela montre, à tout le moins, que le système climatique est tellement interconnecté qu’on ne peut pas intervenir à un endroit sans affecter l’évolution du climat à d’autres endroits.

Fasullo a déclaré que la recherche pourrait également rendre les projections saisonnières pour les épisodes El Niño et La Niña plus précises, ce qui est important car les deux phases du cycle de l’océan Pacifique ont des impacts climatiques extrêmes dans différentes régions et différentes saisons. Les effets de la fumée documentés par l’étude montrent comment un événement extrême sur terre peut faire basculer le système climatique dans un état différent, a-t-il ajouté.

« Vous avez quelques choses ici, » dit-il. « Premièrement, c’est que La Niña suit généralement El Niño, mais c’est un exemple d’un événement La Niña qui n’a pas précédé El Niño. Ce n’est pas complètement impossible, mais peu probable. La deuxième chose est que nous avons eu cet événement La Niña qui a duré trois ans et qui n’a pas suivi un El Niño. C’est sans précédent. Les précédentes La Niña de longue durée se sont toujours produites après un fort El Niño. »

Dans le cycle El Niño-La Niña, l’océan Pacifique équatorial alterne entre des conditions plus chaudes et plus froides environ tous les trois à sept ans, avec des effets quelque peu prévisibles sur les trajectoires des tempêtes et les régimes de précipitations et les extrêmes associés.

Ces deux choses sont uniques et suggèrent que quelque chose comme les incendies de forêt australiens ont été essentiels pour déclencher La Niña fin 2019, a-t-il déclaré, ajoutant que les experts fédéraux du climat ont été pris au dépourvu par son émergence et son intensité soudaines. À l’avenir, le calcul de l’influence supplémentaire de la fumée des feux de forêt pourrait permettre une prévision plus précoce et plus précise, donnant aux communautés plus de temps pour se préparer aux impacts.

« Je ne suis pas sûr que la NOAA aime être appelée pour le fait qu’elle avait une prévision neutre en juin 2020 », a déclaré Fasullo. « Je pense en quelque sorte que l’un de nos critiques de l’article venait de la NOAA. Et il s’est opposé à cette déclaration. Mais je m’y tiens. J’ai une capture d’écran de leur site Web, et ils conservent les archives de toutes les prédictions en ligne, vous pouvez donc revenir en arrière et regarder.

Fasullo et Yeager ont déclaré que les résultats pourraient également avoir des implications pour toute future proposition visant à atténuer le réchauffement climatique en manipulant des parties du système climatique de la Terre avec la géo-ingénierie. Certains chercheurs ont suggéré que l’éclaircissement des nuages ​​marins en distribuant intentionnellement des aérosols pourrait être un moyen de masquer temporairement une partie du réchauffement causé par les gaz à effet de serre.

« Il existe deux études qui ont examiné différentes régions du globe pour identifier celles qui seraient les plus efficaces pour éclaircir les nuages », a déclaré Fasullo. « Et il se trouve qu’ils identifient la même région du Pacifique subtropical du sud-est que nous avons examinée, et que La Niña s’ensuit si vous faites cela. Ce sont des études d’il y a 13 ans sur l’éclaircissement des nuages ​​​​marins, et leur pertinence pour les incendies de forêt australiens de 2019, 2020 est tout simplement étrange.

Yeager a déclaré que la nouvelle étude confirme que la géo-ingénierie conduirait à « des effets d’entraînement qui comptent pour le monde entier en termes d’extrêmes… ce qui pourrait vous amener à vous demander si la géo-ingénierie est quelque chose de souhaitable ».

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Smoke Shifts Key Ceinture de précipitations

La nouvelle étude a également montré comment les aérosols contenus dans la fumée des feux de forêt affectaient un autre élément important du système climatique, la zone de convergence intertropicale, où les vents des hémisphères nord et sud se rencontrent et génèrent une convection presque constante. La zone est souvent visible sur les images satellites sous la forme d’une ligne presque ininterrompue de nuages ​​s’étendant à travers les océans. C’est important parce que sa position détermine où la pluie tombe et quelles zones sont sèches.

« Sa position est dictée par le bilan énergétique global de la Terre », a déclaré Yeager. « Lorsque vous avez un déséquilibre entre les hémisphères nord et sud, c’est ce qui vous donne ce décalage. Et l’article invoque l’idée que les émissions de feux de forêt refroidissent l’hémisphère sud, ce qui déplace l’ITCZ vers le nord.

La zone de convergence intertropicale, ou ITCZ, est la région qui fait le tour de la Terre, près de l'équateur, où les alizés des hémisphères nord et sud se rejoignent.  Crédit : Observatoire de la Terre de la NASA
La zone de convergence intertropicale nuageuse a été poussée vers le nord par la pollution par les aérosols des incendies de forêt de 2019-2020 en Australie, qui peuvent modifier les trajectoires des tempêtes et les modèles de précipitations autour de la planète. Crédit : Observatoire de la Terre de la NASA

Dans le contexte plus large du changement climatique, a-t-il ajouté, de nombreuses choses commencent à modifier l’équilibre énergétique de l’hémisphère, notamment l’amplification du réchauffement des terres, ainsi que l’affaiblissement des principaux courants océaniques qui distribuent l’énergie thermique au nord et au sud.

« Vous avez donc ce bras de fer, puis vous suggérez que, peut-être à l’avenir, il y aura une sorte de changement systématique dans les émissions de feux de forêt qui pourrait jouer un rôle », a-t-il déclaré. « Et nous n’évaluons pas cela actuellement avec des modèles climatiques, car nous n’avons pas d’émissions interactives de feux de forêt dans nos modèles. »

Les projections actuelles pour le changement climatique futur sont basées sur certaines trajectoires des gaz à effet de serre, mais elles « ne font fondamentalement rien concernant les émissions de biomasse des feux de forêt dans le futur », a-t-il déclaré. « Ils assument juste en quelque sorte les affaires comme d’habitude. »

Mais les modèles climatiques qui incluent les émissions de feux de forêt dans le cadre du système couplé « c’est vraiment là que nous devons aller pour répondre à des questions comme, ces choses vont-elles augmenter à l’avenir? » il a dit. « Cet article est un excellent exemple de nouveaux travaux qui sont publiés pour attribuer certains aspects du changement climatique qui ont peut-être été ignorés jusqu’à présent. »

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