Le cycle du carbone
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Le carbone n'a pas la cote. Et pourtant : cet élément est essentiel à la vie sur Terre, ainsi que l'illustre le fameux "cycle du carbone". Explications.
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Qu'est-ce qu'une rivière atmosphérique ?
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Les points clés à découvrir dans cet article
Les principes clés de la circulation atmosphérique
La mécanique des rivières atmosphériques
La manière dont le réchauffement climatique les impacte
“Avant d'être des films, “Pineapple Express” et “Rhum Express” sont d'abord des rivières atmosphériques.”
Le nom vous dit peut-être quelque chose, car ces fameuses "rivières" ont fait la une ces dernières années : bulletins météorologiques, articles et journaux télévisés relatant leurs conséquences - parfois désastreuses...
Qu’est-ce qu’une rivière atmosphérique ?
Rivière atmosphérique, définition
Une rivière atmosphérique, c’est un courant d’air chargé en vapeur d’eau qui circule dans la partie basse de l’atmosphère, appelée la troposphère (voir infographie ci-dessous).
Ce phénomène peut s’étendre sur plusieurs milliers de kilomètres et transporter d’énormes quantités d’humidité, un peu comme une rivière, mais dans le ciel.
“Vu de l’espace, il ressemble à un long ruban de nuages - d’où le nom de “rivière atmosphérique".”
Dans un langage plus technique, ce "courant d'air" est appelé "flux atmosphérique".
Quelques rappels sur la circulation atmosphérique
Les rivières atmosphériques s’inscrivent dans le contexte plus global de la circulation atmosphérique - c'est-à-dire le mouvement des masses d’air qui entourent la planète Terre.
Ce véritable ballet aérien est influencé par 4 grands facteurs.
1. Les mouvements de convection
Pour comprendre les mouvements de convection, il faut d’abord savoir que le Soleil ne réchauffe pas la Terre de façon uniforme.
À cause de l’inclinaison de notre planète, certaines zones reçoivent plus de lumière et de chaleur que d’autres - c’est d’ailleurs ce qui explique en partie l’existence des saisons.
Ce sujet vous intéresse ? Nous parlons plus en détail des mouvements de la Terre et de leur impact sur le climat dans notre article consacré aux cycles de Milankovitch.
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L'élévation de l'air : dans les régions proches de l’équateur, où il fait chaud et humide, l’air est plus léger car moins dense. Il a donc tendance à monter.
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Le refroidissement en altitude : en prenant de l’altitude, l’air se refroidit — car plus on monte, plus la température diminue.
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La redescente de l'air : l’air froid étant plus lourd que l’air chaud, il redescend alors vers le sol.
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La formation d'une boucle : ce va-et-vient vertical entre l’air chaud qui monte et l’air froid qui descend crée une « boucle de circulation ». Ces mouvements sont à l’origine de nombreux vents ressentis au sol.
Sur Terre, il existe six grands courants de convection - trois de chaque côté de l’équateur - qui se répartissent en trois catégories de boucles de circulation :
- la cellule de Hadley, située entre l’équateur et le 30e parallèle ;
- la cellule de Ferrel, située entre le 30e et le 60e parallèle ;
- la cellule polaire, située au nord et au sud du 60e parallèle
La température baisse généralement avec l’altitude, sauf dans la stratosphère. Dans cette zone, la présence de la couche d’ozone réchauffe l’air, car l’ozone retient une partie de la chaleur du Soleil. C’est d’ailleurs pour cette raison que l’ozone est classé parmi les gaz à effet de serre. Pour en apprendre davantage, n’hésitez pas à consulter notre article dédié au sujet de la couche d’ozone.
2. La force de Coriolis
La force de Coriolis est le mouvement induit par la rotation de la Terre, qui empêche l’air de circuler en ligne droite.
Sa trajectoire se courbe, ce qui crée un sens de rotation du vent - différent en fonction de l’hémisphère concerné et du phénomène observé (dépression ou anticyclone).
- Au nord de l’équateur, le vent circule dans le sens des aiguilles d’une montre aux abords d’un anticyclone, et dans le sens inverse des aiguilles d’une montre aux abords d’une dépression.
- Au sud de l’équateur, le vent circule dans le sens inverse des aiguilles d’une montre aux abords d’un anticyclone, et dans le sens des aiguilles d’une montre aux abords d’une dépression.
La force de Coriolis est ce qu’on appelle une force fictive (ou inertielle). Elle n’existe que pour un observateur situé sur un objet en rotation - comme nous, qui sommes sur Terre. Un observateur extérieur, immobile par rapport à la Terre, ne percevrait pas cette force.
3. Les variations de pression atmosphérique
Météo France
Service météorologique et climatique national
La pression atmosphérique varie donc d’un endroit à l'autre.
“La pression atmosphérique diminue (...), exponentiellement, d'un facteur 10 chaque fois que l'on s'élève de 16 km. Il est ainsi possible d'utiliser la pression pour mesurer la hauteur, ce qui est le principe de base de l'altimètre utilisé en aéronautique. ”
🌪️ Dépression (Cyclone)
🌡️ L’air chaud s’élève en altitude et laisse un vide en dessous de lui.
⬇️ Ce vide forme une zone de basse pression.
🌧️ Conditions météo instables, propices aux intempéries.
💨 Souvent accompagnée de vents forts.
🌤️ Anticyclone (Haute pression)
🧊 L’air refroidi voit ses molécules se rapprocher les unes des autres.
⚖️ Cela augmente la masse volumique de l’air.
⬇️ L’air froid étant plus lourd que l’air chaud, il retombe en créant une zone de haute pression.
Alloprof
Plateforme éducative
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Plateforme éducative
4. Les courants-jets
Les courants-jets (ou jet stream) sont des vents de haute altitude (8 à 14 km) circulant d’ouest en est. La vitesse d’un courant-jet se situe entre 100 et 200 km/h, mais peut atteindre 400 km/h.
Météo France
Service météorologique et climatique national
En termes très simples, le courant jet est donc un corridor de vents très puissants localisés dans la haute atmosphère.
Il se forme par réaction aux contrastes de températures entre les régions polaires et tropicales. Plus ces contrastes sont marqués, plus le jet stream gagne en puissance.
Comment se forme une rivière atmosphérique ?
Une rivière atmosphérique se forme principalement au niveau des latitudes tropicales ou subtropicales, au-dessus des océans et via l’évaporation de l’eau issue de ces gigantesques étendues.
- Si les “conditions de circulation atmosphérique” le permettent, l’humidité concentrée au sein de cette “rivière” est ensuite transportée vers les moyennes ou les hautes latitudes.
- Concrètement, ce transfert est rendu possible par la création d’une sorte de corridor aérien tracé entre de multiples masses d’air. Ces masses d’air - qui tournent sur elles-mêmes - accompagnent le déplacement du flux par l’intermédiaire de leur mouvement de rotation.
- De façon schématique, la rivière atmosphérique “rebondit” ainsi de masse d’air en masse d’air pour gagner des latitudes plus élevées.
CNRS
Centre national de la recherche scientifique
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Où les rivières atmosphériques se forment-elles ?
Les rivières atmosphériques touchent un grand nombre de régions à travers le monde.
Certaines rivières atmosphériques, cependant, sont plus connues que d’autres. On pense notamment au Pineapple Express qui s’étire de Hawaï à la côte ouest de l’Amérique du Nord (de la Californie jusqu’au Canada parfois), ou encore au Rhum Express qui prend sa source dans les Antilles et remonte jusqu’en Europe de l’Ouest.
Existe-t-il un lien entre réchauffement climatique et rivière atmosphérique ?
Futura Sciences
Portail web de vulgarisation scientifique
En cause ? La température de l’eau à la surface des océans, qui s’élève de plus en plus.
Résultat : des rivières atmosphériques se forment désormais à des latitudes plus hautes qu’elles ne le pouvaient auparavant, et gagnent des latitudes autrefois quasi hors d’atteinte.
Sans parler du fait que l’air lui-même se réchauffe. Or, comme le souligne le GIEC (Groupe d’experts Intergouvernemental sur l’Évolution du Climat), “l’atmosphère peut contenir environ 7 % de plus de vapeur d’eau pour toute élévation d’un degré Celsius de la température”.
D’un mot : oui, il existe bien une corrélation entre réchauffement climatique et rivière atmosphérique.
Cette dernière n’a pas besoin du premier pour exister, mais le bouleversement à l’œuvre est susceptible d’aggraver la concentration et l’intensité des rivières atmosphériques - ce qui peut poser problème.
Pourquoi les rivières atmosphériques peuvent-elles devenir dangereuses ?
Le problème des rivières atmosphériques est qu’elles ont pour caractéristique première de transporter énormément d’eau.
Elles peuvent donc parfois donner lieu à de fortes chutes de pluie ou de neige, à des crues ou encore à des inondations.
En pareilles circonstances, les rivières atmosphériques deviennent éminemment dangereuses pour les biens et les personnes situés dans la zone concernée.
Début 2024, le célèbre “Pineapple Express” avait conduit la ville de Los Angeles à connaître un niveau de précipitations record - 17 centimètres d’eau en l’espace de deux jours. De manière plus large, le sud de la Californie avait fait face à une série de désastres directement en lien avec le phénomène : inondations, coulées de boue et de débris, vents violents… Au total, 3 personnes avaient hélas trouvé la mort.
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Comment se prémunir des dégâts potentiels ?
Si nous ne sommes pas en capacité d’influer sur le phénomène lui-même, nous pouvons (et devons) travailler à nous prémunir contre les risques induits.
Particuliers comme entreprises peuvent être touchés par les conséquences d’une rivière atmosphérique. Voici donc, ci-dessous, de premières pistes de réflexion.
🌾 Agriculture
Impacts observés
- Inondations des terres agricoles
- Érosion des sols
- Perturbation des cycles de plantation
Mesures d’adaptation
- Transition agricole (cultures résilientes)
- Stabilisation et protection des sols
💧 Gestion des ressources en eau
Impacts observés
- Surabondance puis pénurie d’eau
- Stress sur les infrastructures hydrauliques
- Contamination des ressources
Mesures d’adaptation
- Renforcement/modernisation des infrastructures
- Gestion proactive des réserves et stockage
🏠 Infrastructures et habitations
Impacts observés
- Destruction de routes et de ponts
- Déplacements de populations
Mesures d’adaptation
- Conception et rénovation d’infrastructures résilientes
- Mise en place de systèmes d’alerte rapide
💼 Assurance et finances
Impacts observés
- Hausse des coûts assurantiels
- Perte de productivité économique
Mesures d’adaptation
- Révision des politiques assurantielles
- Investissements dans la résilience économique
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