Pourquoi pleut-il plus dans l'hémisphère nord que dans la moitié sud ?

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La circulation océanique serait le principal moteur de l’asymétrie dans les régimes de pluies tropicales. Il pleut plus au nord qu’au sud de l’équateur, pourtant l’hémisphère sud est plus exposé aux radiations solaires, et donc plus enclin à l’augmentation d’humidité. Cette observation est longtemps demeurée mystérieuse, mais aujourd’hui une équipe de recherche américaine montre que l’on peut l’attribuer à la circulation méridienne océanique.

Sous les tropiques, il pleut plus au nord qu’au sud. Les précipitations au niveau de l’équateur sont modulées par la zone de convergence intertropicale (ZCIT). Il s’agit d’une bande atmosphérique de quelques centaines de kilomètres, formée par la convergence des masses d’air chaud et humide, portées par les alizés. Cette ceinture de nuages constitue la branche ascendante des cellules de Hadley, qui distribuent de part et d’autre de l’équateur le surplus d’énergie accumulé. Néanmoins, cette zone de convergence tropicale n’est pas tout à fait à l’équateur, mais plutôt à 5 °N. Sa position provoque une asymétrie dans les régimes de pluie dont la raison est longtemps restée énigmatique.

  La zone de convergence intertropicale résulte de la convergence des masses d'air chaud et humide, portées par les alizés. Elle ne se trouve pas tout à fait à l'équateur, mais plutôt à 5 °N. Nasa

Les scientifiques attribuent depuis longtemps cette différence de pluie tropicale à la géométrie des océans. L’asymétrie des précipitations serait corrélée à l’asymétrie de la température des océans, elle-même liée à l’asymétrie des côtes continentales. Mais pour beaucoup de scientifiques, cette attribution est trop complexe, il doit y avoir une autre solution, plus simple. Une équipe américaine avance, dans un article paru dans Nature Geoscience  que la circulation thermohaline est le principal mécanisme en cause dans cette asymétrie.

De manière générale, dans les zones où il fait chaud, l’air monte et l’humidité précipite. Au niveau des tropiques, il fait plus chaud du côté hémisphère nord, et cela viendrait plutôt de la circulation océanique que de la géographie des côtes. En réalité, si l’on ne prenait en compte que le rayonnement solaire, l’hémisphère sud, un peu plus exposé, serait plus chaud et donc plus humide. Mais en prenant en compte d’autres données, permettant de calculer le transport de chaleur dans l’océan, les modèles climatiques utilisés par l’équipe révèlent que la circulation océanique méridienne est capitale dans le régime de précipitation.

  Sur l'image de gauche, les précipitations moyennes par an (en mm). Sur l'image de droite, les précipitations annuelles prévues par les modèles climatiques si l'on supprimait la circulation thermohaline : elle suggère clairement que sans la circulation océanique, les maxima de précipitation seraient plus au sud. Freirson et al., Nature Geoscience, 2013

À partir des observations satellite liées au bilan énergétique de la Terre, des réanalyses atmosphériques et de différents modèles climatiques, l’équipe montre que la circulation océanique méridienne, qui transporte l’eau depuis l’hémisphère sud vers l’hémisphère nord apporte beaucoup d’énergie. En traversant l’équateur, ce courant de surface se réchauffe graduellement, et transporte quelque 400.000 milliards de watts à l’hémisphère nord.

Dans l’Atlantique, la circulation thermohaline remonte depuis l’Afrique du Sud vers le Groenland, où l’eau devient si froide qu’elle se densifie et plonge pour circuler en profondeur jusqu’en Antarctique. Les modèles climatiques simulent que si ce plongeon était supprimé, alors la ZCIT serait plus au sud. 

Pour l’horizon 2100, on prévoit un ralentissement de la circulation océanique. Les projections climatiques envisagent une augmentation des précipitations d’eau douce au niveau de l’Atlantique Nord. L’eau de mer deviendrait alors de moins en moins dense, et ne plongerait plus. Si cela se produisait effectivement, alors le régime des pluies tropicales serait complètement différent, et c’est bien le climat à l’échelle mondiale qui serait atteint.

futura sciences 22/10/2013