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Aux Etats Unis la grêle provoque bien plus de dommages que les tornades, et dans notre pays c'est aussi le cas, même si nous avons moins de tornades. Les dommages aux cultures et aux bâtiments peuvent être très significatifs ; l'épisode de 2022 avait ainsi causé des milliards de dégâts.
Comme pour d'autres catastrophes naturelles, les dommages dépendent certes d'un processus "hors normes", mais aussi de la quantité de biens qui sont exposés à la catastrophe. Dans le cas de la grêle, comme pour les inondations du reste, l'étalement urbain augmente l'exposition, et donc les dommages.
Jusqu'à récemment, les modèles climatiques avaient du mal à proposer des conclusions sur ce que les physiciens appellent des "processus de petite échelle", c'est à dire des phénomènes qui sont très petits par rapport à la taille de la maille utilisée par les modèles de climat.
Une maille fait typiquement plusieurs dizaines de km à plus de 100 km de côté, et cela est trop grand pour représenter explicitement un cumulo-nimbus, lequel va engendrer la grêle, qui est un phénomène très local. La même limitation s'applique aux orages (et donc à la foudre), eux aussi provoqués par des cumulo-nimbus qui ne pouvaient être représentés dans ces modèles de climat.
Selon les trajectoires actuelles de réchauffement climatique dues à l’homme, les tempêtes de grêle produiront plus fréquemment des grêlons plus gros d’ici le milieu ou la fin du siècle, comme dans le genre d’orbes de glace qui peuvent endommager les avions, briser les pare-brise, laisser des trous dans les bardeaux de votre toit et poser de graves risques pour la sécurité.
C’est la conclusion d’une étude du groupe de recherche sur la météo, le climat et la société de l’Université du Nord de l’Illinois. La nouvelle étude du groupe sur la grêle est publiée dans la revue Nature Climate and Atmospheric Science.
Les scientifiques du NIU ont suivi les futures tempêtes produisant de la grêle à l’aide de simulations du climat alimentées par des superordinateurs sous deux trajectoires de concentration de gaz à effet de serre, l’une considérée comme « intermédiaire » et l’autre « pessimiste ». Ils ont comparé des simulations de fin de 20ième-populations de tempêtes de grêle du siècle (semblables aux populations réelles) avec du milieu à la fin de 21St-siècle.
Notre étude suggère que la grêle de la taille d’une balle de golf ou plus deviendra plus fréquente en raison d’une plus grande instabilité atmosphérique, ce qui conduit à des courants ascendants d’orages plus forts », a déclaré Victor Gensini, professeur de sciences atmosphériques au NIU, auteur principal de l’étude.
« De forts courants ascendants sont un ingrédient clé pour la formation de grêlons plus gros », a-t-il ajouté. « Dans notre étude, on constate que la fréquence des grêlons près de la surface de <4 cm diminue en moyenne de 25 %, tandis que celle des plus grosses pierres augmente de 15 à 75 % selon la trajectoire des émissions de gaz à effet de serre.
Les grêlons se forment lorsque de petits granules de glace molle connus sous le nom de graupel (pensez à Dippin' Dots) sont transportés vers le haut par les courants ascendants des orages. Lorsqu’ils atteignent des couches atmosphériques extrêmement froides, l’eau surfondue gèle sur le graupel, formant des grêlons. Les grêlons tombent lorsque le courant ascendant de l’orage ne peut plus supporter leur poids.
Un climat plus chaud entraîne une augmentation de la vapeur d’eau, qui sert d’énergie pour les orages et crée des courants ascendants plus forts en moyenne, et plus de gros grêlons en altitude. Lorsque les grêlons commencent leur trajectoire descendante, ils rencontrent une hauteur de fusion qui devrait augmenter à l’avenir en raison du réchauffement. L’étude suggère que ces processus permettent finalement d’obtenir moins de petits grêlons (de la taille d’une balle de golf) à la surface, avec une distribution privilégiée vers des grêlons de plus grande taille.
Le réchauffement des températures près de la surface favorisera une plus grande fonte des petits grêlons au fur et à mesure qu’ils tombent. « La fonte a un impact disproportionné sur les petits grêlons en raison de leur masse et de leur vitesse de chute. »
D’ici le milieu et la fin du siècle, le nombre de jours avec de violentes tempêtes de grêle produisant de gros grêlons dans l’atmosphère devrait augmenter considérablement dans la plupart des endroits en dehors des plaines du sud, une distribution qui imite étroitement les projections précédentes de jours d’orage, selon l’étude.
Les simulations ont révélé les augmentations les plus importantes de la grosse grêle en altitude lors des futures tempêtes dans le Midwest, la vallée de l’Ohio et le nord-est. Les changements sont plus prononcés sous les trajectoires pessimistes de concentration de gaz à effet de serre.
En plus de Gensini, les auteurs de l’étude comprennent les scientifiques atmosphériques du NIU Walker Ashley, Allison Michaelis et Alex Haberlie, ainsi que l’ancienne étudiante diplômée du NIU Jillian Goodin et l’ancien boursier postdoctoral du NIU Brendan Wallace.
La grêle est un sujet d’étude important. À l’échelle nationale, la grêle dévastatrice se produit en moyenne 158 jours par an, ce qui se traduit par environ 10 milliards de dollars de pertes assurées par an avant la prise en compte des pertes agricoles. Les pertes dues à la grêle et à d’autres tempêtes convectives violentes ont quintuplé à l’échelle nationale depuis 2008, soulevant des questions de la part des scientifiques, de l’industrie et des membres du public sur les rôles du réchauffement climatique et de l’exposition socio-économique changeante.
« Les tornades sont fascinantes, mais lorsque vous parlez d’impact sur la société, la grêle fait plus de dégâts d’un ordre de grandeur », a déclaré Gensini.
Le co-auteur Ashley ajoute que l’étalement urbain joue également un rôle démesuré dans la projection des impacts futurs de la grêle.
« Bien que le risque et la nature de la grêle puissent changer à l’avenir, le principal facteur de pertes restera l’augmentation des actifs sur la trajectoire de ces tempêtes », a déclaré Ashley. « Cet effet d’œil de bœuf en expansion révèle que les impacts des dangers tels que la grêle s’amplifient à mesure que les populations augmentent et s’étendent dans le paysage. Avec l’augmentation des risques et de l’exposition sociétale, le potentiel de catastrophes dues à la grêle continuera d’augmenter à l’avenir.
Le financement de l’étude a été fourni par la National Science Foundation et la National Oceanic and Atmospheric Administration.
Des simulations climatiques ont été effectuées au NCAR-Wyoming Supercomputing Center. La trajectoire intermédiaire de concentration de gaz à effet de serre (trajectoire de concentration représentative 4,5) a utilisé des projections de réchauffement climatique mondial de la fin du siècle de 2 à 5 degrés Fahrenheit, tandis que la trajectoire plus pessimiste (RCP 8,5) a pris en compte un réchauffement de 5 à 9 degrés Fahrenheit.
