« Le déclin de la banquise arctique est l’une des preuves les plus évidentes du réchauffement climatique des dernières décennies », a déclaré Pengfei Zhang, professeur adjoint de recherche en météorologie et sciences atmosphériques à Penn State et auteur principal de l’étude. « Bien que les températures dans l’Arctique soient bien en dessous de zéro, le déclin de la banquise en hiver est toujours très important. Et nos recherches montrent que les rivières atmosphériques sont un facteur pour comprendre pourquoi. »

Les rivières atmosphériques transportent de grandes quantités de vapeur d’eau dans des systèmes de tempêtes étroits en forme de ruban qui peuvent s’étendre sur des milliers de kilomètres et produire des précipitations et des inondations extrêmes lorsqu’elles touchent terre. Ces tempêtes affectent régulièrement les régions côtières des latitudes moyennes comme la Californie, où les événements fluviaux atmosphériques de janvier, par exemple, ont laissé tomber 11 pouces de pluie.

À l’aide d’observations par satellite et de simulations de modèles climatiques, les scientifiques ont découvert que ces tempêtes atteignaient de plus en plus l’Arctique – en particulier les mers de Barents et de Kara au large des côtes nord de la Norvège et de la Russie – pendant la saison hivernale de croissance des glaces. Ils ont rapporté leurs découvertes le lundi 6 février dans le journal Changement climatique naturel.

« Nous pensons souvent que le déclin de la banquise arctique est un processus graduel dû à des forçages graduels comme le réchauffement climatique », a déclaré L. Ruby Leung, Battelle Fellow au Pacific Northwest National Laboratory et co-auteur. « Cette étude est importante car elle révèle que le déclin de la banquise est dû à des événements météorologiques extrêmes épisodiques – des rivières atmosphériques, qui se sont produites plus fréquemment au cours des dernières décennies, en partie à cause du réchauffement climatique. »

L’humidité chaude transportée par ces tempêtes augmente le rayonnement descendant des ondes longues, ou la chaleur émise vers la Terre depuis l’atmosphère, et produit de la pluie, qui peuvent toutes deux faire fondre la mince et fragile couverture de glace qui repousse pendant les mois d’hiver.

À l’aide d’images de télédétection par satellite, les scientifiques ont observé le retrait de la glace de mer presque immédiatement après les tempêtes atmosphériques fluviales et ont constaté que le recul persistait jusqu’à 10 jours. En raison de cette fonte et parce que les tempêtes deviennent plus fréquentes, les rivières atmosphériques ralentissent la récupération saisonnière de la glace de mer dans l’Arctique, ont déclaré les scientifiques.

« Lorsque ce type de transport d’humidité se produit dans l’Arctique, l’effet n’est pas seulement la quantité de pluie ou de neige qui en tombe, mais aussi le puissant effet de fonte sur la glace », a déclaré Mingfang Ting, professeur à Lamont-Doherty Earth. Observatory, Columbia University et co-auteur. « C’est important car nous perdons rapidement la banquise arctique au cours des dernières décennies, ce qui a entraîné de nombreuses conséquences indésirables telles que le réchauffement de l’Arctique, l’érosion des côtes arctiques, la perturbation des conditions météorologiques mondiales et la perturbation des communautés et des écosystèmes arctiques. »

La perte de glace de mer arctique a de vastes implications, ont déclaré les scientifiques. Les eaux libres peuvent permettre de nouvelles routes maritimes plus directes, mais également déclencher des préoccupations géopolitiques entre les pays. De plus, la fonte de l’eau douce dans l’océan salé peut avoir un impact sur les schémas de circulation océanique qui stabilisent les températures mondiales.

« Ces facteurs rendent cette étude particulièrement importante d’un point de vue scientifique, mais aussi d’un point de vue social et sécuritaire », a déclaré Laifang Li, professeur adjoint de météorologie et de sciences atmosphériques à Penn State et co-auteur. « La fonte de la glace de mer a un impact important pour le système climatique et pour la société, et notre étude révèle que l’Arctique est un système ouvert et que le changement climatique est bien plus compliqué que ce que le changement de température seul peut expliquer. »

À l’aide de modèles climatiques à grand ensemble, les scientifiques ont déterminé que le réchauffement induit par l’homme a augmenté le taux de tempêtes atmosphériques fluviales dans l’Arctique. Mais ils ont également découvert qu’un mode majeur de variabilité naturelle du climat – la soi-disant oscillation pacifique interdécennale – contribue également aux changements atmosphériques des rivières.

« Cette étude, ainsi que d’autres travaux qui ont noté la présence de rivières atmosphériques sous les tropiques, souligne que les rivières atmosphériques représentent un phénomène mondial », a déclaré Bin Guan, scientifique des systèmes terrestres à l’Université de Californie, Los Angeles et Jet Propulsion Laboratory, Californie. Institut de Technologie. « Depuis qu’elles ont été découvertes relativement récemment – dans les années 1990, et encore plus récemment en termes de reconnaissance de leurs impacts sociétaux – les rivières atmosphériques offrent une opportunité pour des recherches et des applications potentiellement coordonnées à l’échelle mondiale, c’est-à-dire avec les capacités informatiques et technologiques d’aujourd’hui. »

Gang Chen, professeur à l’Université de Californie à Los Angeles, a également contribué à cette recherche.

Les chercheurs impliqués dans ce projet ont reçu le soutien de la National Science Foundation, de la NASA et du Department of Energy.