Ouragans

Par Martin Beniston, Professeur à l'Université de Genève et titulaire de la chaire de climatologie

Malgré nos connaissances actuelles, les capacités de prédire l'évolution future des tempêtes tropicales en fonction des changements climatiques restent limitées, en raison de l'immense masse des données à analyser pour les simulations.

La catastrophe humanitaire qui fait suite au typhon Nargis en Birmanie n'est pas sans rappeler, toutes proportions gardées, un autre désastre faisant suite à l'ouragan Katrina (août 2005) aux Etats-Unis. Dans les deux cas, un mélange d'incompétence des autorités, une préparation insuffisante à un événement prévisible et prédit et l'organisation de secours totalement inadaptés à la situation ont contribué au dramatique bilan humanitaire - et sont venus nous rappeler une nouvelle fois, si besoin était, que les plus pauvres parmi les pauvres sont ceux qui paient le tribut le plus lourd lors de catastrophes naturelles.

Les tempêtes tropicales intenses ont existé de tout temps, et les mécanismes physiques liés à leur formation sont connus: seuils de température critiques à la surface des océans, regroupement des nuages en amas, entrée en rotation de cet amas et intensification du système. Fort heureusement, 2 à 3% des perturbations tropicales seulement deviennent de puissants ouragans, qui se dissipent pour la plupart sur les océans sans toucher de régions habitées.

Dans le contexte d'un climat qui se réchauffe, la question que l'on peut légitimement se poser concerne l'augmentation possible du nombre et de l'intensité de ces phénomènes. Comme indiqué précédemment, l'une des conditions nécessaires (mais pas suffisantes) est la température des couches superficielles des océans (minimum 27-

28°C

); un climat plus chaud qu'aujourd'hui sera accompagné d'une saison plus longue pendant laquelle ce seuil sera dépassé, mais aussi d'une surface océanique plus grande avec des températures supérieures à

27°C

. Ainsi, en théorie du moins, les zones de formation des ouragans pourraient être encore plus étendues qu'actuellement.

Le fait d'avoir observé en 2004 pour la première fois un ouragan au large des côtes brésiliennes dans l'Atlantique Sud pourrait être un premier signe d'un nouveau comportement thermique de l'océan dans une zone où les seuils de température étaient jusqu'ici insuffisants pour générer des tempêtes tropicales.

Malgré nos connaissances actuelles, les capacités de prédire l'évolution future des tempêtes tropicales restent cependant limitées. La principale cause réside dans la définition spatio-temporelle des modèles de climat. Ceux-ci fonctionnent par la solution d'équations différentielles qui représentent telle ou telle composante de la physique de l'atmosphère et du climat, sur une grille de calcul répartie dans les trois dimensions de l'espace.

Un modèle qui couvre l'ensemble du globe a typiquement un point de calcul tous les 50-

100 km

dans la dimension horizontale, et 50-100 niveaux dans le plan vertical; un modèle de climat contient donc entre 3 et 10 millions de points de calcul, sur lesquels on effectue de manière itérative (intervalle de temps entre 5 et 30 minutes) des prévisions pour l'évolution de nombreux paramètres climatiques, dont la pression, la température, l'humidité, la force et la direction des vents, etc. Plus il y a de points de calcul, plus les ressources informatiques requises sont grandes. Aujourd'hui, des superordinateurs capables d'effectuer plus de 100 milliards d'opérations par seconde demandent entre 10 et 50 heures pour effectuer une année de simulation!

Prédire numériquement l'évolution du climat pour les décennies à venir est non seulement ardu sur le plan de la physique à résoudre, mais représente aussi un compromis entre la vitesse de calcul et la définition spatiale (appelée aussi «résolution spatiale») souhaitées. Avec une résolution de l'ordre de

100 km

, des phénomènes épisodiques comme les cyclones tropicaux sont tout juste perçus par la grille de calcul, donc de manière trop grossière pour tenter d'en prédire l'évolution future. En analysant le comportement de ces cyclones simulés, on aboutit à des conclusions qui varient selon les modèles, leur résolution, et le détail de la physique de l'atmosphère tropicale.

On peut bien entendu effectuer des simulations beaucoup plus précises du comportement des ouragans en développant des modèles qui représentent à des échelles très fines (de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de mètres) les mécanismes dynamiques et thermodynamiques des ouragans. On peut donc tester la sensibilité de ces systèmes à certains seuils qui pourraient changer dans un climat plus chaud. Cette approche a déjà donné des résultats très intéressants, comme ceux rapportés par Kerry Emmanuel, au MIT (Massachusetts Institute of Technology, Boston, USA).

Les deux figures ci-contre (adaptées de K. Emmanuel dans la revue Science en 2006) montrent respectivement la fréquence d'apparition d'ouragans d'une intensité donnée (la catégorie 5 étant la plus violente), et le cumul des pluies pendant l'événement. Ce qui est intéressant et en apparence paradoxal, c'est que le nombre d'événements pourrait diminuer, mais lorsque l'ouragan se forme, il risque d'être beaucoup plus violent qu'aujourd'hui. Les quantités d'eau seront aussi plus importantes, ce qui n'est pas anodin vu que les victimes et les dégâts sont la plupart du temps associés plus aux inondations qui suivent le passage d'un cyclone qu'au vent lui-même.

Il reste néanmoins deux problèmes à cette approche de simulations «ciblées»: d'une part les simulations d'ouragans sont découplées du reste de l'atmosphère et donc diverses rétroactions sur le long terme restent encore mal connues et d'autre part, on se concentre sur quelques régions très particulières du globe, notamment les Caraïbes et le golfe du Mexique, pour des raisons évidentes: c'est là que se forment les tempêtes qui pourraient toucher la première économie du globe!

Au Japon aussi, certains groupes de recherche se préoccupent des typhons dans le Pacifique Nord qui peuvent atteindre le sud de l'archipel. Alors qu'aux Etats-Unis on peut déjà, sur la base de ces simulations détaillées, entamer des réflexions sur des mesures de prévention (théoriquement du moins, car cela dépend beaucoup de la volonté de mettre en œuvre une politique d'adaptation efficace), les pays les plus pauvres sont comme toujours les plus mal lotis. Dans le golfe du Bengale qui défraie la chronique aujourd'hui, on est loin de se pencher sur le comportement futur de ces tempêtes dévastatrices; au mieux, on peut espérer améliorer la prévision et les systèmes d'alerte à la population. Cela permettrait d'éviter de compter les victimes par milliers dans le sillage immédiat de la tempête, et ensuite également du fait des épidémies, du manque de ressources de base et d'abris adéquats.

Source : Le temps, 9 mai 2008