Les scientifiques prévoient une forte augmentation des turbulences à air clair qui pourraient conduire à des vols plus cahards

Le réchauffement climatique rend les vents à haute altitude plus volatils. Les scientifiques disent qu'il existe des moyens d'aider à prévenir de graves incidents.

VIENNE – Les scientifiques de la conférence européenne de l'Union des géosciences ont déclaré la semaine dernière qu'il y avait des preuves scientifiques croissantes que le réchauffement climatique entraîne une forte augmentation des turbulences à air clair dangereuses, qui est invisible du cockpit et peut surprendre les pilotes et endommager les avions.

Le long de certaines voies de vol très fréquentées, les turbulences devraient «doubler ou tripler ou quadrupler au cours des prochaines décennies», a déclaré Paul Williams, professeur de sciences atmosphériques et chef de la division de recherche météorologique à l'Université de Reading au Royaume-Uni. «Ce que nous trouvons…, c'est que les régions de jet stream dans le nord et les hémisphères sud sont affectées.»

Comme son nom l'indique, les turbulences à air clair peuvent se produire lorsqu'il n'y a pas de signes visibles de perturbation météorologique, souvent à ou près de la frontière des masses d'air contrastées, se déplaçant dans différentes directions et à des vitesses variables. Il peut lancer de façon inattendue de grands avions de haut en bas de plusieurs centaines de pieds, endommageant potentiellement la cellule et blessant les passagers et l'équipage.

L'augmentation des turbulences à air clair est documentée depuis quelques années. Les chercheurs commencent maintenant à comprendre comment et pourquoi cela se produit, ce qui pourrait aider à développer de nouvelles façons de les prévoir et de l'éviter, en particulier lorsqu'elle implique le jet stream, les rivières fortes de l'air dans l'hémisphère nord et sud qui dirige les systèmes météorologiques et les masses d'air de l'ouest en est.

Mais regarder comment le changement climatique affecte les vitesses du vent dans la haute atmosphère ne s'est pas révélée très utile pour comprendre les turbulences à air clair, a déclaré Williams. Le cisaillement du vent vertical – la différence de vitesse et de direction des vents à différentes altitudes – est une variable beaucoup plus utile pour les chercheurs.

« Lorsque nous regardons dans les trois mêmes ensembles de données de réanalyse de ce que le cisaillement du vent vertical a fait, il y a eu une augmentation claire d'environ 15% au cours des quatre dernières décennies », a-t-il déclaré.

Le cisaillement du vent vertical dans les jets de jet peut être comparé à ce qui se passe lorsqu'une rivière lisse commence à couler plus fortement en descente et accélère, a déclaré Davide Faranda, directeur de recherche de la physique du climat en Laboratoire de Science du Climat et de l'Environment, qui fait partie du Centre national français de recherche scientifique.

«Nous avons essentiellement eu des turbulences en plein air pendant plus de trois heures, avec des choses extrêmes comme l'ouverture du stockage des bagages, des bagages qui s'envolent.»

– Davide Faranda, Centre national français de recherche scientifique

« Cela peut devenir turbulent », a-t-il déclaré. « Donc, si vous avez un petit bateau et que vous le mettez dans cette rivière, vous verrez beaucoup trembler, et c'est la même chose pour les avions quand ils volent dans les jets turbulents. »

L'intérêt de Faranda pour les turbulences à air clair découle d'une fascination infantile pour les avions et la météo, ainsi qu'une expérience personnelle avec une conduite très cahoteuse sur le chemin de la maison d'une conférence scientifique en 2023.

« C'était LA à Charlotte, après la conférence AGU à San Francisco », a-t-il déclaré. «Nous avons essentiellement eu des turbulences à plein air pendant plus de trois heures, avec des choses extrêmes comme l'ouverture du stockage des bagages, les bagages qui volent. Donc, cela m'a traumatisé.»

Points rugueux dans le jet stream

Les vagues des jets peuvent commencer sur la surface du terrain, a déclaré Faranda.

« Vous n'avez pas de rochers ou de pentes dans l'atmosphère, mais en fait, il peut ressentir les pentes des étagères continentales, des montagnes rocheuses ou des Alpes ou du Groenland », a-t-il déclaré. «Lorsque vous avez ces forts changements d'élévation qui perturbent l'atmosphère, il peut se propager au niveau où les avions volent.»

Mais l'emplacement exact de chaque patch rugueux change constamment parce que les jets se déplacent dans les modèles ondulés, parfois avec de grandes boucles vers le nord et le sud, principalement conduits par des contrastes de température régionales entre les régions polaires et les latitudes moyennes, a-t-il déclaré.

« Le réchauffement climatique est plus rapide sur les poteaux », a déclaré Faranda, « et il fait fondre la glace et il se réchauffe également différemment dans les océans et sur les continents. »

En tant que pots de réchauffement climatique, cela affecte les jets, a-t-il déclaré.

Williams, l'Université de Reading Scientist, a été «le premier à comprendre que si le flux de jet est affecté, la turbulence dans le flux de jet est affectée, et donc les opérations de vol sont affectées», a déclaré Faranda.

Dans sa présentation EGU, Williams a déclaré qu'il était important de regarder le cisaillement du vent vertical car le signal dans les données est beaucoup plus fort par rapport au bruit.

« Pourquoi nous soucions-nous du cisaillement du vent plus fort? Eh bien, bien sûr, c'est parce que nous l'avons traversé », a-t-il dit, montrant une photo d'un avion à réaction ancré qui a perdu un moteur dans des turbulences à air clair. Les données montrent qu'il y a eu une augmentation de 55% des turbulences aériennes sévères depuis les années 1970, a-t-il ajouté.

Les modèles climatiques montrent que, dans les scénarios d'émissions de gaz à effet de serre les plus réalistes, un «hotspot dans la troposphère supérieure tropicale continuera de croître, ce qui signifie un gradient de température de la latitude moyenne plus forte», a-t-il déclaré.

Ce hotspot dans la troposphère supérieure est une zone de réchauffement amplifié résultant en partie des rétroactions de vapeur d'eau, car de l'air humide et de l'air chaud coulent les océans tropicaux. Ce renflement de chaleur augmente le gradient de température dans les zones près de certaines des trajectoires de vol les plus fréquentées, y compris les itinéraires transatlantiques.

Si le réchauffement rapide se poursuit, a déclaré Williams, les études montrent que le cisaillement du vent vertical pourrait augmenter de 29% d'ici 2100, ou 17% si les émissions mondiales sont réduites en deux d'ici le milieu du siècle et continuent de baisser.

« Cela, bien sûr, signifie beaucoup plus de turbulences dans pas peu d'années », a-t-il déclaré.

Faranda a ajouté que ses propres expériences et recherches sur les turbulences en air ne l'empêcheront pas de voler. De nouvelles mesures par des instruments météorologiques et une plus grande conscience du potentiel de telles turbulences aideront à assurer la sécurité de la plupart des vols, et les modifications de la conception des ailes et de la construction d'avion pourraient les rendre moins vulnérables, a-t-il ajouté.

« En principe, vous pouvez parcourir ces zones sans conséquences dans la plupart des cas », a déclaré Faranda. Mais avec des projections pour des turbulences plus intenses et fréquentes, il est important de maintenir des programmes d'observation, a-t-il ajouté.

« Avec la nouvelle situation politique mondiale, il y a beaucoup de discussions sur la réduction des instruments pour surveiller la météo et le climat, ce qui produirait de moins en plus de prévisions météorologiques », a-t-il déclaré. Et moins d'observations météorologiques mèneront probablement à des vols plus tremblants.