Rivière atmosphérique
MÉTÉOROLOGIE
Qu'est-ce qu'une rivière atmosphérique ?
Une rivière atmosphérique (ou "atmospheric river" en anglais) est un phénomène météorologique caractérisé par des bandes étroites et allongées d'humidité concentrée dans l'atmosphère. Ces bandes, qui peuvent s'étendre sur des milliers de kilomètres mais ne faire que quelques centaines de kilomètres de large, transportent d'énormes quantités d'eau sous forme de vapeur. Les rivières atmosphériques sont responsables de l'apport de fortes précipitations lorsqu'elles rencontrent des zones de basse pression ou des reliefs montagneux. Elles jouent un rôle important dans la régulation du cycle de l'eau, mais elles peuvent aussi être à l'origine de phénomènes météorologiques extrêmes comme les inondations.
Caractéristiques principales des rivières atmosphériques
Les rivières atmosphériques se forment généralement dans la troposphère, la couche de l'atmosphère située entre 1,5 km et 10 km d'altitude. Elles se déplacent avec les courants aériens dominants et peuvent être influencées par des facteurs comme le courant-jet ou les fronts météorologiques. Ces bandes de vapeur d'eau sont alimentées par l'évaporation des océans, en particulier dans les zones tropicales et subtropicales. Une fois formées, elles transportent cette humidité vers les latitudes moyennes, où elle peut se condenser et tomber sous forme de précipitations intenses lorsqu'elle est forcée à s'élever, par exemple par des montagnes ou des perturbations atmosphériques.
La dynamique des rivières atmosphériques est complexe et dépend de nombreux facteurs, notamment la configuration des systèmes de basse pression, la force du vent et la stabilité atmosphérique. Leur structure verticale présente souvent une couche de basse altitude humide et une couche supérieure plus sèche. Cette structure verticale influence directement la quantité de précipitations qui se produit lors de leur passage.
Les rivières atmosphériques sont souvent comparées à des “tuyaux” de vapeur d’eau dans l’atmosphère. Elles mesurent généralement entre 400 et 600 km de large et peuvent s’étendre sur plus de 2000 km de long. La concentration de vapeur d’eau dans ces bandes est beaucoup plus élevée que dans l’air environnant, ce qui les rend particulièrement efficaces pour transporter l’humidité sur de longues distances.
Une rivière atmosphérique peut transporter jusqu'à 15 fois le débit moyen du fleuve Mississippi, ce qui représente une quantité d’eau phénoménale en suspension dans l’atmosphère. À chaque instant, ces rivières atmosphériques peuvent transporter entre 1,3 et 2,5 millions de tonnes d'eau sous forme de vapeur. Cette humidité peut ensuite se condenser en précipitations pouvant atteindre jusqu'à 50 mm par heure, surtout lorsque ces systèmes rencontrent des chaînes montagneuses, amplifiant encore plus les risques d'inondations.
Une image de vapeur d'eau capturée par le satellite GOES 11 montre une vaste rivière atmosphérique se dirigeant vers la Californie au-dessus du Pacifique oriental en décembre 2010. Ce système de tempête, particulièrement intense, a entraîné jusqu'à 660 mm de précipitations en Californie et des chutes de neige atteignant 5,2 mètres dans la Sierra Nevada entre le 17 et le 22 décembre 2010.
Mécanismes de transport
Les vents dominants, souvent associés aux courants-jets, jouent un rôle crucial dans le transport de ces rivières atmosphériques. Ces vents peuvent déplacer de grandes quantités de vapeur d’eau des régions tropicales vers les latitudes moyennes et élevées. Lorsqu'une rivière atmosphérique rencontre une barrière naturelle comme une chaîne de montagnes, l’air humide est forcé de monter, ce qui provoque la condensation de la vapeur d’eau et des précipitations intenses.
Impact sur le climat et les écosystèmes
Les rivières atmosphériques sont essentielles pour la régulation du climat global. Elles contribuent à la répartition des précipitations et jouent un rôle clé dans le cycle hydrologique. Cependant, elles peuvent aussi provoquer des événements météorologiques extrêmes. Par exemple, en Californie, les rivières atmosphériques sont responsables de la majorité des précipitations hivernales et peuvent entraîner des inondations importantes.
Interaction entre les facteurs météorologiques
Les rivières atmosphériques sont fortement influencées par la configuration des systèmes de basse et haute pression. Lorsqu'un système de basse pression se forme, il agit comme une barrière qui ralentit et canalise les rivières atmosphériques, provoquant un "bouchon" qui intensifie les précipitations sur une région donnée. De plus, les vents dominants, souvent associés aux courants-jets, agissent comme des couloirs qui dirigent la trajectoire de ces bandes d'humidité. Ces interactions complexes déterminent à la fois la vitesse de déplacement et la durée de l'événement météorologique, ce qui peut considérablement affecter l'impact local des rivières atmosphériques en termes d'intensité des précipitations et de risques d'inondations.
Conséquences des rivières atmosphériques
Inondations
L'une des principales conséquences des rivières atmosphériques est le risque accru d'inondations. En effet, ces bandes d'humidité transportent une quantité d'eau équivalente à celle qui traverse l'embouchure du fleuve Mississippi en une journée. Lorsque cette eau se condense et tombe sous forme de pluie sur une zone donnée, elle peut entraîner des débordements de rivières, des glissements de terrain et des dommages aux infrastructures.
Apport en eau
Les rivières atmosphériques jouent également un rôle bénéfique en apportant de l'eau aux régions qui en ont besoin. Par exemple, elles contribuent à recharger les réserves en eau dans les régions arides ou semi-arides pendant la saison des pluies, comme la Californie ou l'Espagne, où elles représentent une part significative des précipitations annuelles.
Changements climatiques
Avec le réchauffement climatique, les chercheurs s'attendent à ce que les rivières atmosphériques deviennent plus fréquentes et plus intenses. Une atmosphère plus chaude peut contenir davantage de vapeur d'eau, ce qui pourrait accentuer les épisodes de précipitations extrêmes, amplifiant les risques d'inondations dans certaines régions. Cela est particulièrement préoccupant pour les régions déjà vulnérables aux inondations.
Rivières atmosphériques en France
La France, comme de nombreuses régions du monde, est de plus en plus touchée par ces phénomènes. En France, ils se produisent surtout en automne et en hiver, notamment sur les régions du sud-ouest, les Pyrénées et les Alpes. Lorsqu'une rivière atmosphérique rencontre des montagnes ou des systèmes dépressionnaires, elle libère son humidité sous forme de fortes pluies ou de neige, pouvant causer des crues soudaines et des inondations importantes.