Qu'est-ce que la grêle et pourquoi les tempêtes de grêle s'aggravent-elles? Étude explique

Tandis que le ciel menaçait s'est abattu juste après midi le 6 août, une petite éclaboussure de grêle a été entendue dans l'exposition sur les ours au zoo de Cheyenne Mountain à Colorado Springs. Quelques instants plus tard, un barrage de balles de baseball sur la glace a commencé à tomber du ciel, avec un ou deux grêlons de la taille d'une balle molle dans le mélange. Les gens et les animaux se sont mis à l'abri.

La colère de la tempête de grêle a ensuite été révélée: au moins huit personnes blessées, cinq animaux tués et des centaines de voitures gravement endommagées sur le parking du zoo.

Que vous soyez un agriculteur qui gère des centaines de hectares de maïs, un enseignant responsable de la garde de jeunes enfants pendant la récréation ou un touriste sans méfiance, ravi d’assister au spectacle des dauphins, les tempêtes de grêle comptent. L’événement de Colorado Springs de cet été est un autre rappel de la destruction que peut provoquer une grande grêle. Ces grands événements de grêle semblent être de plus en plus fréquents, ce qui a poussé les scientifiques de l'atmosphère comme moi à étudier les tendances des tempêtes de grêle, ainsi que d'autres phénomènes météorologiques violents. Une meilleure compréhension scientifique des tempêtes de grêle peut aider à sensibiliser davantage le public, notamment à la meilleure façon de protéger sa vie et ses biens.

Une année record

La grêle est une précipitation qui tombe sous forme de glace. En gros, les grêlons se forment lorsque l’eau monte dans les régions froides supérieures d’un orage, où elle gèle. L'eau liquide en surfusion à ces hauteurs peut continuer à ajouter de la masse à un petit grêlon; à la longue, elle devient trop lourde et tombe des nuages.

Les grues les plus grosses se trouvent dans des orages violents, appelés supercellules, qui disposent de courants ascendants suffisamment puissants pour leur permettre d'atteindre la région de glace du nuage, ce qui leur donne plus de masse avant de tomber. Les supercellules, et donc les grosses grêles, sont aidées par des conditions chaudes et humides qui favorisent des courants ascendants forts et juteux ainsi qu'un champ venteux qui se renforce et qui tourne avec l'altitude.

Pour tous ceux qui vivent dans les Grandes Plaines, cette année a été une grêle, avec beaucoup plus de gros grêlons que d'habitude. Ni le nombre total de rapports de grêle sévère - définis par le Centre de prévision des tempêtes (SPC) du Service météorologique national (SPC) comme dépassant 1 pouce de diamètre - ni le nombre de jours de chute de grêle sévère n’ont été inhabituels. Mais en 2018, le pourcentage de grêle de plus de 2 pouces de diamètre l'était certainement.

Ici au Colorado, plus de 20% des cas de forte grêle signalés au début du mois de septembre ont fait au moins 2 pouces. Trois pour cent ont été au moins 3 pouces - plus grande qu'une balle de baseball standard 2,75 pouces. Ce sont les pourcentages les plus élevés de l'histoire des États. En outre, le Colorado a enregistré un nouveau record, avec une grêle de plus de 3 pouces de diamètre signalée 10 fois sur sept jours différents.

Et selon les rapports préliminaires de la CPS, ces tendances se vérifient également à l'échelle nationale. À travers le pays, les pourcentages de grêlons de grande taille sont parmi les plus élevés enregistrés depuis le début du siècle. Sur le plan géographique, de très grands rapports de grêle pour 2018 s'étendent de l'Idaho à la Floride, en passant par le Connecticut, avec un maximum dans l'ouest des Grandes Plaines.

Alors que se passe-t-il?

Une nouvelle normale?

Avoir une proportion de plus en plus grande de grêle n'est pas une tendance encourageante pour les propriétaires de maison ou d'automobile.

La base de données sur la grêle de la CPS est la principale source de rapports de grêle du pays. Ils proviennent de diverses sources, notamment des observateurs formés, des météorologues, des responsables de l'application de la loi et du grand public. En tant que telle, la base de données présente des biais de déclaration inhérents. Par exemple, les rapports ont tendance à se regrouper autour des lieux de résidence des personnes. Et les gens ont tendance à signaler des tailles de taille qu’ils associent à des objets courants, tels que des balles de golf ou de baseball.

Mais il est difficile de croire que les gens commencent à être de plus en plus enthousiastes à l'idée de ne signaler que la grêle importante, tout en ignorant la grêle de la taille d'un quart qui peut encore être une nuisance. En fait, cette année pourrait être un indice de ce qui deviendra banal à l’avenir.

Simuler efficacement la croissance de la grêle dans un modèle est presque impossible en raison des processus microphysiques complexes impliqués. Imaginez la difficulté d’essayer de rendre compte de la vibration irrégulière de la grêle dans un nuage et de l’ajout et de la perte constants d’eau à sa surface. Cerise sur le gâteau, chaque grêlon a une forme unique et n’est presque jamais sphérique. Néanmoins, il est possible d’observer les changements dans les variables qui sont importantes pour la croissance de la grêle.

Des recherches récentes ont évalué les effets du changement climatique sur la taille et la fréquence de la grêle, en utilisant un modèle de croissance de la grêle avec des variables environnementales ajustées pour le changement climatique. La région des plaines, relativement fraîche et sèche, devrait devenir plus chaude et plus humide dans un climat futur, ce qui se traduira par des courants ascendants plus forts et une plus grande disponibilité en humidité. Dans ces conditions, les scientifiques ont constaté que le diamètre moyen de la grêle et la fréquence des grandes grêles devraient augmenter dans la partie centrale du pays.

Des chercheurs du Centre national de recherche sur l'atmosphère ont constaté que dans un climat futur, il y aurait plus d'orages forts et moins d'orages faibles. Ce résultat favorise encore une augmentation de la taille des grêles plus grands, car les orages plus forts permettent à la grêle de traverser la couche nuageuse plus longtemps.

Démêler ce qui fait avancer la tendance

Le climat changeant est-il tout ce qui est responsable de ce qui semble être un changement vers des tempêtes plus fréquentes avec des grès de plus grande taille? Qu'en est-il de la dynamique de la population et de l'urbanisation? Après tout, les grêlons ne peuvent être signalés que là où les gens sont là pour les mesurer.

Ces questions ont motivé mes recherches actuelles qui visent à différencier les contributions relatives du changement climatique et de la variation de la population au risque futur de tempête de grêle. Je combine un modèle météorologique qui prédit les changements futurs dans les variables qui favorisent les tempêtes de grêle avec les projections démographiques spatiales de NCAR et de l’EPA. L’objectif est d’évaluer où et à quel degré le futur risque humain lié à une grosse grêle devrait être le plus grand possible.

Comparée aux tornades et aux ouragans, la recherche de grêle a suscité relativement peu d’attention, mais cela commence à changer: un grand atelier international a été organisé en août 2018 pour partager les idées et les résultats de la recherche. Mieux comprendre ce à quoi pourraient ressembler les tempêtes de grêle à l’avenir et les endroits qui pourraient devenir les plus menacés est d’une grande utilité pour les décideurs, le secteur des assurances et le grand public. Espérons qu'une telle connaissance épargnera à tout le monde - y compris aux familles en vacances dans un zoo populaire - le cauchemar de la destruction par la grêle de la taille d'une balle-molle.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Samuel Childs. Lisez l'article original ici.