Climat - Les cyclones sement la tempete chez les scientifiqu

Climat - Les cyclones sement la tempete chez les scientifiques

Courrier international n° 793, 12/01/06
Fred Pearce, New Scientist

L’augmentation de la temperature a-t-elle des effets sur les ouragans ?

C’est la question qui divise actuellement les chercheurs. New Scientist fait le point sur ce debat agite et plein de rebondissements.
Que se passe-t-il, au juste ? Les cyclones se font-ils plus devastateurs sous l’effet du rechauffement climatique ? Il n’y a pas si longtemps, les experts etaient unanimes. La recrudescence des ouragans dans l’Atlantique s’inscrivait dans un cycle a long terme parfaitement normal ; rien n’indiquait que le rechauffement augmentait leur puissance et leur frequence ou que ce soit dans le monde. Quant a l’avenir, on n’en savait rien parce que les modeles ne permettaient pas de predire les effets du changement climatique sur les tempetes tropicales. Tel etait le consensus officiel en 1996. Deux ans plus tard, certains chercheurs de pointe, comme William Gray, de l’universite d’Etat du Colorado, et Kerry Emanuel, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), sont meme alles un peu plus loin. Dans un article publie en 1998 dans le Bulletin of the American Meteorological Society, ils concluaient qu’un doublement du niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphere n’affecterait ni la frequence des cyclones tropicaux, ni les zones qu’ils touchent et n’accroitrait leur intensite que de 10 % environ.

Le Japon a connu dix typhons en 2004

Ce consensus a aujourd’hui vole en eclats. Plusieurs publications remettent en question toutes ces suppositions et affirment que l’elevation de la temperature au cours des trente dernieres annees a d’ores et deja accru la force des ouragans. Ceux-ci ne sont pas plus frequents mais plus intenses ; leurs vents et les precipitations qui les accompagnent sont plus forts, leur duree est plus longue et leur trajectoire encore moins previsible qu’avant. Et le pire est peut-etre a venir. “La poursuite du rechauffement risque d’accroitre le potentiel destructeur des cyclones tropicaux et, avec l’accroissement des populations cotieres, d’augmenter de facon substantielle le nombre des victimes dues aux ouragans au XXIe siecle”, ecrit Kerry Emanuel, qui prend desormais un ton bien plus alarmant et se dissocie de son ancien collegue. Ce genre de declaration a provoque un schisme parmi les grands pretres de la prevision des cyclones. Alors, qui a raison ?
Il se produit chaque annee dans le monde environ 85 tempetes tropicales, dont environ les deux tiers atteignent le stade du cyclone. Si leur nombre ne varie pas enormement d’une annee sur l’autre, il n’en va pas de meme de leur repartition. Quand la situation est favorable a la formation d’ouragans dans l’Atlantique, elle y est defavorable dans le Pacifique et vice versa. L’Atlantique a ete tres agite cette annee, mais le Pacifique relativement calme. Le centre mondial de l’activite cyclonique se situe dans l’ouest du Pacifique Nord, ou se produisent plus du tiers de l’ensemble des ouragans. Le Japon a, a lui seul, ete frappe par dix typhons (le nom local de l’ouragan) en 2004, soit trois fois le nombre habituel.
Les cyclones tropicaux commencent avec une masse nuageuse qui se forme quand de l’air chaud et humide s’eleve a la surface d’un ocean tropical. Au fur et a mesure qu’il s’eleve, la vapeur d’eau se condense et libere une energie latente qui rechauffe l’air et l’envoie encore plus haut. C’est cette energie latente qui provoque la formation des ouragans. Si la masse nuageuse est suffisamment grande, elle peut constituer ce qu’Emanuel appelle une “colonne” d’air humide, laquelle s’etend de la surface de l’ocean jusqu’a la limite de la stratosphere. La zone de basse pression a la base de la colonne aspire de l’air supplementaire, qui accumule de l’energie a la surface de la mer et en relache au fur et a mesure qu’il s’eleve, ce qui fait encore baisser la pression. Si l’on se trouve a plus de 4° au nord ou au sud de l’equateur, la force de Coriolis – force centrifuge induite par la rotation de la Terre – met le cyclone en rotation. Si les conditions sont favorables, un cyclone tropical gagne rapidement en force. La vitesse des vents augmente et la depression se transforme en tempete puis en ouragan. Sa puissance est alors enorme. Selon les calculs de Chris Landsea, de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) des Etats-Unis, a Miami, un ouragan classique peut liberer plus de 1 milliard de milliards de joules par jour, l’equivalent d’environ 1 million de bombes de type Hiroshima. Heureusement pour nous, la plus grande partie de cette energie sert a deplacer l’air vers le haut et non sur les cotes.

Il existe deux facons d’apaiser un cyclone

A premiere vue, le rechauffement climatique ne peut qu’aggraver les choses. La colonne d’air humide ne se forme en general que quand la temperature a la surface de la mer est superieure a 26 °C. Si les oceans se rechauffent, les zones depassant ce seuil seront plus etendues. Et tout depassement de ce seuil semble accroitre la force des ouragans. Quand l’ouragan Katrina a atteint la categorie 5, au mois d’aout 2005, la temperature tournait autour de 30 °C a la surface du golfe du Mexique. Voila pourquoi certains considerent que, avec le rechauffement, on aura davantage de cyclones, qu’ils seront plus forts et qu’ils toucheront egalement des lieux qui n’en connaissent pas actuellement. Mais le monde n’est pas aussi simple. Comme William Gray, l’un des fondateurs de la science des ouragans, l’a fait remarquer, un cyclone ne peut se former que si un ensemble de conditions atmospheriques sont reunies. La difference entre la temperature de la mer et celle de l’air qui est au-dessus constitue l’une d’entre elles. C’est elle qui provoque les courants de convection indispensables a la formation des premiers nuages de tempete. Si, comme le suggerent les modeles informatiques, le rechauffement climatique eleve la temperature moyenne aussi bien dans la haute atmosphere qu’a la surface des oceans, il faudra que celle-ci soit encore plus chaude pour qu’il y ait des ouragans et le potentiel generateur des tropiques restera sensiblement le meme.
Il y a d’autres complications. Meme quand toutes les conditions sont reunies, un ouragan ne se declenche pas sans une perturbation atmospherique. Et, meme s’il y en a une, la plupart des tempetes tropicales se calment d’elles-memes sans atteindre le stade du cyclone. S’il est important de savoir si le rechauffement climatique provoquera les conditions necessaires a la formation des ouragans, il est donc tout aussi essentiel de savoir s’il augmentera les probabilites qu’ils se declenchent et, une fois formes, celles qu’ils s’apaisent.
Il y a deux facons d’apaiser un cyclone. La premiere, c’est de lui supprimer son carburant – l’air chaud et humide provenant des eaux chaudes de l’ocean. C’est evidemment ce qui arrive quand il passe au-dessus de la terre ferme. Mais c’est egalement possible en mer. Au fur et a mesure que la tempete croit en force, les vagues font remonter l’eau fraiche des profondeurs a la surface, qui refroidit. Cela suffit parfois a mettre fin a l’ouragan, en particulier s’il se deplace lentement. Un cyclone ne peut donc atteindre une forte intensite que si la mer est chaude jusqu’a des dizaines de metres sous la surface. Katrina a gagne en force en se dirigeant vers La Nouvelle-Orleans parce que l’eau etait chaude jusqu’a plus de 100 metres de profondeur. Les effets du rechauffement climatique semblent ici evidents. Si la chaleur s’etend encore plus en profondeur dans les oceans du monde, on aura les conditions ideales pour la multiplication des ouragans.
Mais il y a une autre facon d’apaiser les cyclones, qui pourrait bien avoir l’effet oppose. Les vents peuvent disperser la colonne d’air humide en y introduisant de l’air sec, ce qui empeche la formation de la masse orageuse, ou en etetant les nuages. Il suffit de peu de vent pour reduire a neant un ouragan potentiel. Les modeles climatiques informatiques ne permettent pas de reproduire fidelement des phenomenes a petite echelle comme les cyclones, mais la plupart suggerent que le rechauffement accroitra la vitesse du vent dans les couches superieures de l’atmosphere, de telle sorte qu’elle dispersera les ouragans.

Previsions ou extrapolations statistiques ?

Avec toutes ces incertitudes et ces contradictions, il n’est pas etonnant que les differents modeles predisent tout et son contraire. Et le fait que les meilleurs modeles ne permettent pas vraiment de predire les cyclones n’arrange rien. “Si nous pouvions comprendre pourquoi le monde enregistre environ 85 ouragans par an et non, par exemple, 200 ou 25, nous pourrions peut-etre en savoir plus sur les effets probables du rechauffement de la planete”, explique Peter Webster, du Georgia Institute of Technology, a Atlanta. “Sans cette comprehension, les previsions ne sont que des extrapolations statistiques.” Devant la somme des incertitudes, les chercheurs etaient jusqu’a recemment unanimes pour affirmer qu’il etait impossible de prevoir avec exactitude, zone par zone, les consequences du rechauffement climatique sur les cyclones. Sur l’ensemble du globe, la theorie et les modeles les plus recents ne predisaient qu’un faible accroissement de leur intensite.
Kevin Trenberth, du National Center for Atmospheric Research, a Boulder, dans le Colorado, a ete le premier a sortir des rangs. En octobre 2004, alors que l’Atlantique avait connu un nombre record d’ouragans, il affirmait que le rechauffement climatique avait deja des effets. “La temperature elevee a la surface de la mer provoque des tempetes plus intenses, ce qui est coherent avec ce que nous constatons”, expliquait-il, lancant ainsi la polemique.
Furieux de ces declarations, Chris Landsea, qui travaillait a l’epoque avec Kevin Trenberth sur un chapitre du rapport du groupe de travail intergouvernemental sur le changement climatique (IPCC) consacre entre autres aux ouragans, a demissionne. “Je ne peux pas continuer a participer a un processus que je considere comme scientifiquement douteux et guide par des idees preconcues”, a-t-il ecrit pour se justifier. En aout 2005, Kerry Emanuel a publie une etude qui suggere non seulement que Trenberth avait raison, mais que la tendance est deja bien plus marquee que ce qu’on imaginait. Apres avoir epluche les statistiques sur l’intensite des ouragans des cinquante dernieres annees, Emanuel concluait que les derniers ouragans durent en moyenne 60 % plus longtemps et que la vitesse de leurs vents est de 15 % plus elevee. L’augmentation peut paraitre faible, mais les degats causes par un cyclone ne sont pas directement proportionnels a la vitesse du vent, mais au cube de celle-ci. Ces resultats laissent donc entendre que la capacite destructrice d’un ouragan classique a augmente de plus de 50 %. “Ce travail implique que l’activite cyclonique tropicale reagit plutot largement au rechauffement de la planete”, affirme Emanuel. “Je faisais pourtant moi-meme partie des sceptiques il y a un an”, ajoute-t-il.
Un mois plus tard, Peter Webster et Greg Holland, du NOAA, ont egalement publie des etudes confortant les conclusions de Kevin Trenberth. “Nous nous etions lances la-dedans parce que nous ne pensions pas que ce qui s’est passe avec les ouragans de l’Atlantique etait du, comme il l’affirmait, au rechauffement climatique, raconte Webster. Et nous avons fini par penser que ses conclusions etaient en partie vraies.” S’il n’y a pas eu d’augmentation generale du nombre des ouragans, Webster et Holland concluent que celui des tempetes les plus fortes a quasiment double depuis le debut des annees 1970. La tendance est, selon eux, mondiale et clairement liee a l’elevation de la temperature a la surface des mers du globe.

L’ouragan le plus puissant : Tip, en 1979

La polemique s’est donc amplifiee. Dans une reponse detaillee postee sur son site a la mi-octobre 2005 (tropical .atmos.colostate.edu), Gray affirme que les calculs d’Emanuel “ne sont pas realistes” et que les decouvertes de Webster ne “sont pas plausibles physiquement”. Mais Webster releve que Gray n’a contribue qu’a un seul article sur le rechauffement de la planete et les ouragans. “Nous repondons a quelqu’un qui n’a pas fait de recherches sur ce sujet.” Quel est donc l’objet de la controverse ? Pour dire les choses simplement, Gray pense que ces deux articles reposent sur des donnees erronees. Selon lui, les mesures recueillies entre 1973 et 1986 dans le Pacifique Ouest, la plus grande zone d’activite cyclonique, en particulier par des avions qui penetraient dans l’œil du cyclone, ne sont pas fiables. A l’epoque, on avait adopte une nouvelle methode pour estimer la vitesse des vents a partir des mesures brutes, dont tous les chercheurs reconnaissent aujourd’hui qu’elle produisait systematiquement des resultats inferieurs a la realite. Les calculs d’Emanuel sont donc biaises. “Si on laisse de cote cette periode atypique, on ne constate pas grand changement”, explique Gray. Si l’on exclut les donnees defectueuses, conclut-il, on ne releve aucune tendance digne de ce nom hormis dans l’Atlantique Nord, ou la recente recrudescence des ouragans s’explique par un cycle naturel bien connu.
Ni Emanuel ni Webster ne contestent l’existence de problemes de pertinence des donnees, mais ils affirment tous les deux avoir fait les corrections necessaires. Webster ajoute que tous ses chiffres datent d’apres 1970, une periode ou les mesures par satellite completent celles effectuees par avion, et accuse Gray de “se raccrocher a du vide”. Cette controverse s’explique peut-etre en partie par les differences de perspectives des protagonistes. Les previsions de Gray reposent largement sur des homologies avec le passe. Les climatologues cherchent, eux, a mettre en lumiere des tendances a long terme. Ils etudient les differences, non les similitudes. De meme, Gray s’interesse essentiellement aux ouragans qui se produisent dans l’Atlantique, soit 10 % du total, alors que tout le monde admet que la frequence et l’intensite des tempetes y sont largement commandees par un cycle naturel. Webster et Emanuel s’interessent aux autres ouragans qui se produisent dans le monde et qui representent 90 % des cyclones.
Qu’en est-il aujourd’hui ? Les derniers ouragans n’ont pour le moment rien d’extraordinaire. Celui qui a frappe Galveston, au Texas, en 1900 a tue plus de personnes que Katrina en 2005. Et tous deux font pale figure a cote de celui qui a touche le Pakistan oriental en 1970 et qui a probablement fait 500 000 victimes. Tip, l’ouragan le plus puissant jamais enregistre, s’est produit en 1979 avec une pression de 870 millibars en son centre, des vents de 300 kilometres-heure et un diametre de 2 174 kilometres. Heureusement, il s’etait considerablement affaibli avant de balayer le Japon. Il est donc parfaitement inutile de disputer le role eventuel du rechauffement climatique sur les divers cyclones qui se sont produits recemment. En fait, Emanuel estime que le nombre d’ouragans frappant les Etats-Unis est tellement faible qu’il faudra cinquante ans pour pouvoir y detecter une tendance nette. Pour l’ensemble de l’Atlantique Nord, en revanche, la recrudescence des ouragans enregistree au cours des dix dernieres annees est, selon lui, “sans precedent et reflete probablement les effets du rechauffement de la planete”.

Et si les cyclones etaient encore plus puissants ?

Certains signes indiquent donc que l’homme y a une part de responsabilite. Et, si rien n’est encore prouve, on ne peut pas pour autant faire comme si de rien n’etait. La decouverte la plus frappante d’Emanuel et de Webster est l’existence d’un lien etroit entre la temperature a la surface de la mer et la force d’un cyclone. Pour le moment, du moins, l’idee que des mers plus chaudes provoquent des ouragans plus forts semble fondee. Ce qui inquiete un nombre croissant de chercheurs, c’est la possibilite que cette tendance se poursuive, que les cyclones gagnent substantiellement en puissance avec l’accroissement de la quantite d’energie degagee par un monde plus chaud.
Meme une faible augmentation de la vitesse du vent, des precipitations ou de la puissance des ouragans peut avoir des consequences terribles sur les hommes. On pourrait reduire considerablement ces effets en mettant notamment un terme a l’urbanisation dans les zones les plus vulnerables et en construisant des batiments plus resistants au vent et aux inondations. La question que devraient se poser les autorites n’est donc peut-etre pas de savoir si Emanuel et Webster ont raison, mais si on peut se permettre de supposer qu’ils ont tort.

Categories

Les ouragans sont classes en fonction de la vitesse de leurs vents sur l’echelle dite de Saffir-Simpson. Pour une vitesse comprise entre 119 et 153 km/h, ils entrent dans la categorie 1, jusqu’a 177 km/h dans la categorie 2, et jusqu’a 209 km/h dans la categorie 3. A partir de ce niveau, les maisons prefabriquees sont detruites et les grands arbres abattus. Avec la categorie 4 – jusqu’a 249 km/h –, les toits des maisons peuvent etre arraches. Au-dessus de cette vitesse, les ouragans de categorie 5 sont capables de detruire completement certains batiments.

Vocabulaire

Les termes “ouragan” et “typhon” designent le meme phenomene climatique : un cyclone tropical (du grec kuklos, cercle). “Ouragan” (de l’espagnol des Caraïbes huracán) est utilise dans l’Atlantique Nord ainsi que dans l’est et le sud de l’ocean Pacifique, tandis que “typhon” (du chinois tai feng, grand vent) l’est dans le nord-ouest du Pacifique. On utilise le terme de “cyclone tropical” dans le Pacifique Sud-Ouest et dans l’ocean Indien.

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