Nous avons tous assisté, impuissants, à l’épisode de violentes précipitations qui a touché les Alpes-Maritimes les 2 et 3 octobre dernier. Il a ravagé certains villages de la région, par exemple Saint-Martin Vésubie, causant plusieurs morts. « L’intensité inédite de cet évènement est à mettre en relation avec le réchauffement climatique » a-t-on entendu. Est-ce vrai ? Oui.
L’augmentation de la température moyenne due au réchauffement climatique entraîne globalement une augmentation de l’intensité des phénomènes climatiques extrêmes et des précipitations, notamment lors des épisodes méditerranéens. Je vais vous expliquer pourquoi dans cet article, vous allez voir que c’est assez facile à comprendre et c’est – hélas – logique et inévitable.
[Les pressés peuvent sauter directement à la synthèse dans le cadre bleu tout en bas, à vous de choisir !]

Vapeur d’eau

On va commencer par une histoire d’eau. De vapeur d’eau, plus précisément.

Savez-vous précisément ce qu’est la vapeur d’eau ? Par exemple la petite fumée fugace que l’on voit au dessus d’une casserole d’eau bouillante, est-ce de la vapeur d’eau ? Et bien non : ce qui se voit au dessus de la casserole sont en fait de minuscules gouttes d’eau liquide qui sont en suspension dans l’air, les mêmes que celles qui forment un nuage, ou du brouillard.

La vapeur d’eau, elle, est un gaz invisible. Elle est présente en permanence dans l’air, en quantité plus ou moins importante : c’est cette quantité que mesure l’hygromètre de votre station météo et qui vous dit par exemple que l’humidité de l’air est de 80%.

Retenez :

• La vapeur d’eau ne se voit pas.
• Si ça se voit, par exemple un nuage, du brouillard, un panache de tour de refroidissement(*), …. alors ce n’est pas de la vapeur d’eau, c’est de l’eau tout court, sous forme de petites gouttelettes liquides en suspension dans l’air. (NB : je ne parle pas ici bien sûr des fumées d’usines, ou de pot d’échappement, qui se voient mais ne sont pas de l’eau…)

Pour finir cette première partie sur la vapeur d’eau, revenons sur ce fameux taux d’humidité mesuré par les hygromètres : vous avez remarqué que ce taux ne peut pas être supérieur à 100 % (si c’est le cas sur votre station météo personnelle alors ramenez-là au SAV, elle a un bug !).
En effet, l’air ne peut pas contenir plus qu’une certaine quantité de vapeur d’eau, sinon il y a saturation et la vapeur se condense en eau liquide sous forme de petites gouttelettes visibles… comme au dessus de votre casserole d’eau bouillante. La valeur 100% du taux d’humidité correspond à ce maximum de saturation de l’air en vapeur d’eau.

Précision pour éviter toute confusion :
Lorsque votre hygromètre indique 100% d’humidité ça ne veut pas dire que l’air est constitué à 100% de vapeur d’eau ! Heureusement, sinon on aurait quelques difficultés à respirer… Dans tous les cas l’air reste constitué majoritairement d’azote, d’oxygène, etc… et même dans les atmosphères les plus chaudes et humides comme dans les régions tropicales, la proportion globale de vapeur d’eau dans l’air ne dépasse jamais quelques pourcents.

La formation des nuages et des précipitations

Les précipitations (pluie, grêle, neige…) tombent des nuages, ça c’est facile, on le sait tous.
Elles se forment au sein des nuages lorsque les minuscules gouttelettes d’eau en suspension qui les constituent s’accumulent entre elles, grossissent et deviennent trop lourdes pour se maintenir en l’air : elles tombent alors vers le sol. En fonction de la température ambiante et des conditions de formation dans le nuage, on obtient de la pluie, ou de la grêle, ou de la neige, ou du grésil…

Mais comment se forment les nuages ? De manière générale, les nuages se forment lorsque de l’air contenant de la vapeur d’eau se refroidit.

La quantité maximale de vapeur d’eau que peut contenir l’air (c’est le 100% de votre hygromètre, cf ci-dessus) est variable en fonction de la température : plus l’air est chaud et plus il peut contenir de vapeur d’eau ; plus il est froid et moins il peut en contenir. C’est la raison pour laquelle les temps très froids sont secs, et les temps lourds – i.e. avec une forte humidité dans l’air – sont des temps chauds.

En conséquence, si de l’air contenant beaucoup de vapeur d’eau se refroidit, alors il ne peut plus contenir toute cette vapeur d’eau et un nuage se forme. C’est notamment le cas lorsque une masse d’air monte en altitude : les lois de la physique font que, du fait de la pression atmosphérique inférieure en altitude, alors l’air se refroidit en montant.
C’est cette montée d’air en altitude qui est le mécanisme principal de formation des nuages. Elle se produit notamment dans deux grands types de situations (en simplifiant) :
1) lorsque le vent souffle sur un relief (chaîne de montagnes), alors il doit s’élever pour le franchir => des nuages se forment sur les flancs et les sommets des montagnes.
2) dans une dépression atmosphérique – simple dépression ou alors tempête, cyclone(**) – l’air est aspiré vers le haut => l’air monte, en tourbillonnant, et forme ces impressionnantes formations nuageuses en spirale que l’on voit sur les photos satellites des bulletins météos.

Pourquoi des précipitations plus intenses à cause de réchauffement climatique ?

Il manque encore une petite chose pour tout comprendre, que je vous explique maintenant :
les lois de la physique (toujours elles…) font que, lorsque la vapeur d’eau se condense pour former un nuage, et bien elle produit de la chaleur ! C’est logique :
– pour évaporer de l’eau et la transformer en vapeur il faut lui apporter de la chaleur, par exemple en mettant le feu sous une casserole,
– en sens inverse, quand la vapeur se refroidit et se condense en eau, alors de la chaleur est restituée.
(pour ceux à qui ça parle, c’est la notion de « chaleur latente » )

La conséquence de cette production de chaleur au moment de la formation du nuage est que cela renforce le phénomène : l’air réchauffé par la condensation de la vapeur a tendance à monter encore plus (l’air chaud monte, hein, vous le savez ça) et à aspirer l’air du dessous qui va monter aussi, produire de la condensation, donc de la chaleur, etc…
Voilà le truc : la vapeur d’eau contenue dans l’air est un carburant accélérateur de la formation des nuages, à cause de la chaleur produite quand elle condense !

Nous pouvons maintenant comprendre le phénomène dans son ensemble.
Si la température moyenne de l’air augmente (lentement, mais inexorablement) à cause du réchauffement climatique, alors :
– la quantité de vapeur d’eau que l’air peut contenir augmente aussi en moyenne,
– la quantité de carburant disponible pour alimenter les nuages augmente aussi,
– et l’intensité des précipitations causées par ces nuages augmente en conséquence.
Cette explication peut être généralisée : elle est à l’origine de l’augmentation de la puissance et des quantités de précipitations générées par les tempêtes, ouragans, cyclones(**), dans le monde entier. Les modèles de simulation des conséquences du réchauffement climatique le montrent, et les climatologues en font le constat dans le monde entier sur les dernières décennies.

Pour finir, revenons sur le phénomène des épisodes méditerranéens illustré par l’exemple dramatique de début octobre dans les Alpes-Maritimes. Les « épisodes cévenols » n’en sont qu’un cas particulier, touchant les reliefs des Cévennes ; l’appellation désigne en fait un phénomène pouvant se produire, en automne, dans l’ouest de la Méditerranée, sur tout l’arc situé entre l’est de l’Espagne et de le sud-ouest de l’Italie, en passant par le sud de la France (il peut même affecter une partie du nord du Maghreb).
S’agissant du sud de la France, le phénomène se produit quand la configuration météo générale conduit à ce qu’un flux d’air circulant du sud vers le nord traverse la Méditerranée encore chaude, se charge d’humidité (de vapeur d’eau, vous avez compris) et vient buter sur les reliefs du sud de la France, en essayant de s’élever pour les franchir.

Cette élévation de l’air entraîne sur le sud des reliefs les phénomènes décrits plus haut : condensation de la vapeur, formation de nuages, libération de chaleur, renforcement du phénomène, les nuages en grossissant deviennent des nuages d’orages, agglomération des gouttelettes d’eau dans les nuages, précipitations.

Les épisodes méditerranéens ne sont pas nouveaux : ils ont toujours existé et en automne en France c’est un phénomène connu depuis longtemps. Toutefois, malheureusement, le réchauffement climatique va conduire, dans les décennies à venir, à leur intensification(***), dans la suite logique de ce que nous commençons à constater depuis plusieurs années (lire par exemple ici sur le site de Météo-France). Dans les décennies – et siècles – à venir, ils frapperont de manière aléatoire et de plus en plus intense dans les régions concernées, sans qu’il soit possible d’être précis sur leur localisation. Il faut s’attendre à un accroissement de ces épisodes à la suite desquels mêmes les plus anciens vivant sur place diront « on ne comprend pas, on n’avait jamais vu ça ».

(*) Au passage, si vous pensez que la présence d’une tour de refroidissement est forcément associée à une centrale nucléaire, et bien vous vous trompez : une centrale au charbon, par exemple, peut tout à fait posséder aussi une ou des tours de refroidissement. En réalité, toute centrale électrique, quelle que soit sa source d’énergie (charbon, nucléaire, fuel, gaz), a besoin d’une(de) tour(s) de refroidissement si elle n’a pas à côté d’elle une mer, ou un fleuve avec un débit suffisant, pour permettre le refroidissement de l’eau utilisée dans ses circuits sans trop augmenter la température de l’eau environnante.

(**) cyclone, ouragan, typhon, quelles différences entre ces termes ? En fait la différence est uniquement géographique : le terme « cyclone » ou « cyclone tropical » est réservé à l’océan Indien et au Pacifique sud. On parle en revanche d’ « ouragan » en Atlantique nord et dans le Pacifique nord-est et enfin de « typhon » dans le Pacifique nord-ouest.

(***) Les modèles de simulation du réchauffement climatique prédisent une augmentation de l’intensité des épisodes méditerranéens mais en même temps, de manière paradoxale, une diminution de la quantité totale moyenne des précipitations sur l’année sur ces mêmes régions. Ce n’est pas une bonne nouvelle pour les habitants de ces régions, car cela signifie plus de sécheresse globalement sur l’année ET plus d’évènements dévastateurs en automne…

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