Orage dans le Nebraska, États-Unis. (Jason Persoff Stormdoctor/Getty Images) Alors que les cieux grincheux et les affichages spectaculaires de lumière qui divisent l'air peuvent être une expérience passionnante à observer, les orages peuvent également faire énormément de dégâts.
Deallumer des feux de forêt massifsprovoquant des inondations soudaines, des dégâts de grêle et même des tornades, ce temps sauvage peut détruire des maisons et des entreprises et prendre des vies.
Des orages qui grondent sur le Grandes plaines du sud des États-Unis sont parmi les plus fortes de ces tempêtes sur Terre. Connu comme systèmes convectifs à mésoéchelle , ces complexes orageux fournissent jusqu'à 90 pour cent des précipitations annuelles totales de la région.
Leur l'intensité et la fréquence ont augmenté , mais nos meilleurs modèles climatiques ont encore du mal à prédire comment et quand ils se produiront.
Pour aider à affiner les modèles climatiques des Grandes Plaines du Sud, le paléoclimatologue Christopher Maupin de la Texas A&M University et ses collègues ont utilisé des isotopes d'oxygène et d'hydrogène pour suivre la férocité des tempêtes passées.
Les molécules d'eau basées sur des éléments brandissant un ou deux neutrons supplémentaires ont tendance à nécessiter un peu plus d'énergie pour se vaporiser et à libérer plus d'énergie lorsqu'elles se condensent. Cela laisse une signature claire dans les rapports des isotopes séparés par les précipitations dans diverses conditions.
En comparant les résultats des analyses prises aujourd'hui avec les rapports historiques des isotopes d'hydrogène et d'oxygène trouvés piégés par des stalactites dans les grottes texanes, les chercheurs ont développé une image précise des événements météorologiques du passé.
'Ces orages sont si gros que même si la plupart des pluies se produisent dans l'Oklahoma, la pluie au Texas portera toujours la signature isotopique de ces énormes tempêtes', a dit Maupin.
'Vous prenez les empreintes digitales de ces systèmes, quel que soit l'endroit où ils se trouvent, et ils n'ont pas besoin d'être super localisés pour être reconnus.' Les grosses tempêtes provoquent des signatures isotopiques appauvries.
En utilisant un autre ensemble d'isotopes, mesurant cette fois ceux de l'uranium et du thorium, l'équipe a daté les stalactites et les stalagmites de la dernière période glaciaire, il y a 30 à 50 000 ans.
La mesure des déplacements des isotopes de l'oxygène et de l'hydrogène sur leur longueur a permis aux chercheurs de voir les tempêtes passer de faiblement à fortement organisées, environ tous les mille ans. Plus le complexe de tempêtes est fortement organisé, plus elles sont intenses et dommageables.
Ils ont découvert que ces changements d'intensité des orages coïncidaient avec des changements brusques bien connus du climat mondial, connus sous le nom de Dansgaard–Oeschger événements.
Les chercheurs ont également découvert que ces augmentations d'intensité coïncidaient avec une réduction des précipitations dans le sud-ouest des États-Unis et une plus grande remontée d'eau atmosphérique dans la région du bassin de Santa Barbara.
Ils croient que le modèle observé suggère une fréquence ou une intensité accrue des ondes atmosphériques mondiales géantes qui régissent le temps, appeléesVagues de Rossby, peut fournir la portance supplémentaire nécessaire pour alimenter ces tempêtes plus importantes.
« Le forçage climatique anthropique moderne a de plus en plus favorisé une amplification de ces synoptique les facteurs,' l'équipe a écrit dans leur papier.
'Ce travail aidera à prédire les tendances des tempêtes à l'avenir', expliqué géoscientifique Courtney Schumacher.
«Si nous pouvons exécuter un modèle climatique pour le passé qui est cohérent avec les enregistrements de la grotte, et exécuter ce même modèle à l'avenir, nous pouvons faire davantage confiance à ses résultats s'il correspondait aux enregistrements de la grotte par rapport à s'ils ne le faisaient pas. Sur deux modèles, si l'un correspond vraiment aux isotopes de la grotte, vous pouvez faire confiance à celui-ci pour comprendre la distribution des tempêtes à l'avenir.
Ces découvertes peuvent également avoir des applications pratiques potentielles, explique la géologue et ingénieure civile Audrey Housson, qui a contribué à la recherche en tant qu'étudiante de premier cycle : Comprendre la corrélation entre changement climatique et la météo peut nous aider à mieux planifier les infrastructures importantes à l'avenir, y compris les ressources en eau.
Cette recherche a été publiée dans Géoscience de la nature .