A6 Précipitations extrêmes et inondations

Topique

Les précipitations extrêmes désignent les événements où l'intensité des précipitations ou les accumulations totales d'eau dépassent largement les normales climatiques locales et sont la cause directe d'inondations, de glissements de terrain et de pertes de vies humaines. Trois mécanismes physiques distincts peuvent produire des précipitations extrêmes : les rivières atmosphériques, qui sont d'étroits filaments de transport de vapeur d'eau reliant les tropiques aux latitudes moyennes ; les fronts lents ou stationnaires, qui organisent la convection sur une même zone pendant des heures, voire des jours ; et l'amplification orographique, qui provoque l'ascension et la condensation de la vapeur d'eau lorsque l'air humide rencontre une chaîne de montagnes.

Parmi ces trois mécanismes, les rivières atmosphériques sont responsables de la plupart des épisodes de précipitations extrêmes sur les côtes occidentales des continents de latitude moyenne, comme la Californie, le Portugal ou le Chili. Une rivière atmosphérique se caractérise par deux signes simultanés : d'une part, la quantité totale de vapeur d'eau accumulée dans la colonne d'air qui la compose dépasse 25 millimètres d'équivalent en eau, soit bien plus que dans l'air ambiant ; Deuxièmement, le flux horizontal de cette vapeur d'eau — la quantité de vapeur traversant une portion de l'atmosphère par seconde — dépasse 250 kilogrammes par mètre de largeur et par seconde, concentré dans une bande de moins de 1 000 kilomètres de large. Le long de cette bande, plusieurs centaines de kilogrammes de vapeur d'eau sont transportés par mètre et par seconde. Plus une rivière atmosphérique stationne longtemps au-dessus d'une même région, plus l'accumulation totale de précipitations qu'elle engendre est importante : la persistance d'une rivière atmosphérique pendant un ou deux jours peut déposer entre 200 et 400 millimètres d'eau sur une région. En mer Méditerranée, un autre mécanisme spécifique à cette région — connu sous le nom de dépression isolée de haute altitude, ou « goutte froide » — produit des précipitations extrêmes en combinant l'advection d'air froid en altitude avec la convection alimentée par la mer Méditerranée chaude elle-même. Contrairement aux rivières atmosphériques, ce n'est pas ici un panache de vapeur d'eau qui fournit l'humidité, mais plutôt la mer Méditerranée chaude elle-même qui s'évapore sous l'air froid descendant des hautes altitudes. L'amplification orographique, le troisième mécanisme, fonctionne différemment des deux précédents : au lieu d'augmenter la quantité de vapeur d'eau, elle force l'air humide à s'élever le long du versant au vent d'une chaîne de montagnes. Cette ascension forcée refroidit l'air et condense sa vapeur d'eau en pluie. Plus l'ascension forcée est prononcée, plus les précipitations sur le versant au vent sont importantes : l'amplification orographique peut multiplier les précipitations sur ce versant par deux à cinq par rapport à celles qui tombent sur les plaines adjacentes.

Quel que soit le mécanisme à l'origine des précipitations extrêmes, le risque d'inondation dépend de l'état du sol qui les reçoit. Lorsque le sol est déjà proche de sa capacité au champ – c'est-à-dire lorsqu'il présentait déjà une forte teneur en eau avant le début de la pluie – la quasi-totalité des précipitations supplémentaires dues aux épisodes extrêmes ruisselle au lieu de s'infiltrer, provoquant des inondations par saturation. À l'inverse, lorsque le sol est imperméable, ou lorsque la pluie tombe avec une très forte intensité même sur un sol normalement absorbant, l'eau ne parvient pas à s'infiltrer à temps, ce qui entraîne des crues éclair.

Ainsi, les inondations par saturation et les crues éclair sont les deux mécanismes ultimes par lesquels les précipitations extrêmes – qu’elles proviennent d’une rivière atmosphérique, d’une dépression isolée de haute altitude au-dessus de la Méditerranée, de fronts lents ou stationnaires, ou d’une amplification orographique – provoquent en fin de compte des dégâts considérables : les inondations, les glissements de terrain et les pertes humaines qui marquent le début de cette description du phénomène. Le mécanisme atmosphérique à l’origine de ces précipitations détermine la quantité d’eau qui tombe et la zone touchée, mais c’est l’état du sol qui, en définitive, détermine le degré de destruction de ces précipitations extrêmes.

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