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Qu'est-ce qu'une rivière atmosphérique ?
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“ Avant d'être des films, “Pineapple Express” et “Rhum Express” sont d'abord ce qu'on appelle des "rivières atmosphériques". ”
Un phénomène dont le nom vous dit peut-être quelque chose, tant il a fait la une ces dernières années : bulletins météorologiques, articles et journaux télévisés relatant les conséquences - parfois désastreuses - induites par ces fameuses “rivières”...
Mais qu’est-ce qu’une rivière atmosphérique exactement ? Comment se forme-t-elle ? Où ? Existe-t-il un lien entre rivière atmosphérique et réchauffement climatique ?
Tour d’horizon.
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, cela ressemble à un long ruban de nuages, d’où le nom de “rivière atmosphérique". ”
NB : dans un langage plus technique, le "courant d'air" incarné par une rivière atmosphérique 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 continu des masses d’air qui entourent la planète Terre.
Ce mouvement au sein de la troposphère est principalement influencé par 4 facteurs :
- les mouvements de convection ;
- la force de Coriolis ;
- les variations de pression atmosphérique ;
- les courants-jets.
Les mouvements de convection
Pour comprendre les mouvements de convection, il faut d’abord savoir que le Soleil ne chauffe 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 (voir schéma ci-dessous).
Si le 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.
Mais revenons à la convection.
Dans les régions proches de l’équateur, où il fait chaud et humide, l’air est plus léger car il est moins dense. Il a donc tendance à monter. En prenant de l’altitude, cet air se refroidit - car plus on monte, plus la température diminue.
“ Or, l’air froid est plus lourd que l’air chaud. Il redescend donc vers le sol. Ce va-et-vient vertical, entre l’air chaud qui monte et l’air froid qui descend, crée un mouvement que l’on appelle “boucle de circulation”. Ces mouvements sont à l’origine de nombreux vents que nous ressentons au sol. ”
Sur Terre, il existe six grands courants de convection - trois de chaque côté de l’équateur. Ces six grands courants de convection sont répartis 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
Très concrètement, les vents dominants que nous connaissons au sol sont liés à l’existence de ces boucles de circulation.
NB : 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.
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 et donne lieu à la création d’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.
NB : 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.
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Les variations de pression atmosphérique
“ Imaginez-vous debout au fond de l'océan, avec l'eau qui vous entoure de tous côtés. Plus vous descendez profondément, plus la pression de l'eau sur votre corps augmente en raison du poids de l'eau au-dessus de vous. De manière similaire, dans l'atmosphère, l'air exerce une pression sur la surface terrestre qui diminue avec l'altitude. Près de la surface de la Terre, la pression est plus élevée en raison du poids de l'air au-dessus. (Météo France, 15 février 2024) ”
La pression atmosphérique varie donc d’un endroit à l'autre. Ces variations de pression sont mesurées à l’horizontale et à la verticale afin de déterminer les mouvements de l’atmosphère.
“ La pression atmosphérique diminue avec l'altitude : elle 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. (Techno-science.net) ”
Une zone de basse pression est appelée une dépression (ou un cyclone) : l’air chaud s'élève en altitude et laisse un vide au-dessous de lui, où se formera la zone de basse pression, avec des conditions météo instables, propices aux intempéries et aux vents forts.
“ Puisque les dépressions diminuent la température de l'air, l'eau présente dans l'air se condense, ce qui entraine la formation des nuages. Les dépressions apportent donc généralement du mauvais temps et des ciels couverts, en plus de différents phénomènes météorologiques comme les averses, les orages, les ouragans ou les tempêtes. (Alloprof) ”
Lorsque les vents au sein d’une dépression gagnent en puissance, le cyclone peut prendre une forme plus menaçante et devenir un ouragan.
De son côté, une zone de haute pression est appelée un anticyclone : l’air refroidi voit ses molécules se rapprocher les unes des autres, augmentant de facto la masse volumique de l’air - c’est la raison pour laquelle l’air froid est plus lourd que l’air chaud.
“ Les anticyclones apportent généralement du beau temps et des ciels dégagés. De plus, ces zones de haute pression permettent de dissiper les nuages et d'empêcher le développement de précipitations. Comme les anticyclones se déplacent souvent très lentement, le beau temps peut durer plusieurs jours. (Alloprof) ”
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.
“ La présence de courant-jet est liée à un fort contraste de températures aux moyennes latitudes entre d’un côté l’air chaud des latitudes tropicales et de l’autre l’air froid des zones polaires. La vitesse du vent dans ce courant-jet est proportionnelle à cet écart de température, selon la loi du vent thermique. De plus, la rotation de la Terre explique, via la force de Coriolis, que ces vents forts d’altitude circulent fondamentalement d’ouest en est. (Météo France, 14 mars 2024) ”
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.
“ Ces phénomènes durent souvent moins d'une journée, bien que certains événements extrêmes puissent durer jusqu'à trois ou quatre jours. (...) Elles sont cruciales pour l'export d'énergie des latitudes tropicales vers les latitudes polaires. Sans elles, les régions tropicales deviendraient de plus en plus chaudes et les régions polaires de plus en plus froides. (CNRS, juillet 2024) ”
“ Ce phénomène est naturel et même indispensable pour le bon équilibre de la planète : les rivières atmosphériques sont responsables de la moitié de la pluie qui tombe sur les terres. Sans elles, nous aurions beaucoup moins d'eau et les sols seraient moins fertiles. (Futura Sciences, 23 octobre 2024) ”
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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 ?
“ (...) la quantité de rivières atmosphériques qui touche l'Europe et l'Amérique du Nord semble augmenter. Une nouvelle étude publiée dans Science Advances confirme le fait que les rivières atmosphériques se décalent de plus en plus vers le nord, à des latitudes plus hautes qu'auparavant. Au cours des 40 dernières années, elles se sont décalées de 6 à 10° vers les deux pôles. Et à chaque fois que ces couloirs nuageux chargés de pluie atteignent l'Arctique, cela accélère la fonte des glaces. (Futura Sciences, 23 octobre 2024) ”
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.
Ceci sans parler du fait que l’air lui-même se réchauffe. Or, ainsi que 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. Si cette dernière n’a pas besoin du premier pour exister, le bouleversement à l’œuvre est toutefois susceptible d’aggraver la concentration et l’intensité des rivières atmosphériques - ce qui n’est pas nécessairement une bonne nouvelle.
Pourquoi les rivières atmosphériques peuvent-elles devenir dangereuses ?
Le problème majeur des rivières atmosphériques est qu’elles ont pour caractéristique première de transporter énormément d’eau. Si ce n’est pas toujours le cas, les rivières atmosphériques peuvent donc 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 par exemple conduit la ville de Los Angeles à connaître un niveau de précipitations record - 17 centimètres d’eau en l’espace de deux jours seulement. De manière plus large, le sud de la Californie avait alors fait face à une série de désastres directement en lien avec le phénomène : inondations, coulées de boue et de débris, vents violents… Ceci sans parler des victimes : au total, 3 personnes avaient hélas trouvé la mort.
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Comment se prémunir des dégâts potentiels causés par les rivières atmosphériques ?
Si nous ne sommes pas en capacité d’influer sur le phénomène en lui-même, nous pouvons (et devons) sans aucun doute travailler à nous prémunir contre les risques induits par les rivières atmosphériques lorsque celles-ci s’avèrent particulièrement puissantes. Particuliers comme entreprises peuvent être touchés par les conséquences d’une rivière atmosphérique.
Voici donc, ci-dessous, de premières pistes de réflexion pouvant faire l’objet d’une exploration plus poussée.
| Typologie d'impact | Impacts observés | Mesures d'adaptation possibles |
|---|---|---|
| Agriculture | Inondations des terres agricoles, érosion des sols, perturbation des cycles de plantation | Transition agricole (cultures résilientes, stabilisation des sols) |
| Gestion des ressources en eau | Surabondance et manque d'eau, stress sur les infrastructures, contamination des ressources | Amélioration des infrastructures, gestion proactive des réserves |
| Infrastructures et habitations | Destruction des routes et ponts, déplacements de populations | Construction d'infrastructures résilientes, systèmes d'alerte rapide |
| Assurance et finances | Augmentation des coûts assuranciels, perte de productivité économique | Révision des politiques assurancielles, investissements dans la résilience économique |
Bibliographie
L'influence des cycles de Milankovitch sur le climat terrestre, Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/actualites-ecologie/qu-est-ce-qu-une-riviere-atmospherique-exactement
La couche d’ozone, son rôle et ses enjeux en 2025, Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/guide-entreprise/couche-d-ozone-definition-etat-des-lieux-et-enjeux
Anticyclone, dépression : à quels types de temps sont-ils associés ? Météo France, https://meteofrance.com/actualites-et-dossiers/magazine/questions/anticyclone-depression-quels-types-de-temps-sont-ils-associes
Qu’est-ce que la pression atmosphérique ? Météo France, https://meteofrance.com/actualites-et-dossiers/comprendre-la-meteo/quest-ce-que-la-pression-atmospherique
Pression atmosphérique - Définition, Techno-Science, https://www.techno-science.net/glossaire-definition/Pression-atmospherique.html
Les cyclones et les anticyclones, Alloprof, https://www.alloprof.qc.ca/fr/eleves/bv/sciences/les-cyclones-et-les-anticyclones-s1360
Le courant-jet, Météo France, https://meteofrance.com/actualites-et-dossiers/comprendre-la-meteo/le-vent/le-courant-jet
Tout savoir sur le courant-jet, Radio-Canada, https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1467831/jet-stream-courant-vents-contrastes-thermiques
Les rivières atmosphériques, CNRS, https://www.centre-est.cnrs.fr/fr/les-rivieres-atmospheriques
C’est quoi une rivière atmosphérique, ce phénomène qui va apporter tant de pluie en France ? Ouest-France, https://www.ouest-france.fr/meteo/meteo-cest-quoi-une-riviere-atmospherique-ce-phenomene-qui-va-nous-apporter-tant-de-pluie-7fe8281e-7a4f-11ef-822e-4d3ac9af3b93
What is the Pineapple Express? National Ocean Service, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), https://oceanservice.noaa.gov/facts/pineapple-express.html
Fortes pluies en France : c'est à cause du "Rhum Express" ! De quoi s'agit-il ? Ta météo, https://www.tameteo.com/actualites/actualite/fortes-pluies-en-france-c-est-a-cause-du-rhum-express-riviere-atmospherique-antilles-video-inondations-crues-vigilance-cumuls.html
Les rivières atmosphériques changent de route et deviennent une menace pour nos régions, Futura Sciences, https://www.futura-sciences.com/planete/actualites/meteorologie-rivieres-atmospheriques-changent-route-deviennent-menace-nos-regions-116954/
WGI AR5 FAQ, IPCC (GIEC), https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2020/05/WGI_AR5_FAQ_FR.pdf
Tout savoir sur le réchauffement climatique, Greenly, https://greenly.earth/fr-fr/blog/actualites-ecologie/tout-comprendre-sur-le-rechauffement-climatique
«Pineapple Express», la rivière atmosphérique qui inonde la Californie, Le Temps, https://www.letemps.ch/sciences/pineapple-express-la-riviere-atmospherique-qui-inonde-la-californie?srsltid=AfmBOoplzzb2ucdzZhdPh1hPFJTaKxx--3aMUluOdCA5RsGHuqy-6nsU