Forte Pluie

La science expliquant les tendances pluviales.

Forte Pluie

La science expliquant les tendances pluviales.

Les roturiers et les rois ont longtemps voulu comprendre l’ingrédient insaisissable qui détermine la fortune ou la famine—la pluie. Ils veulent entendre sa voix, comme l’a écrit Walt Whitman en 1885 dans un poème inclus dans sa célèbre collection “Leaves of Grass” : Et qui es-tu ? Dis-je à l’averse douce/qui, étrange à dire, m’a donné une réponse, comme ici traduite/Je suis le Poème de la Terre, a déclaré la Voix de la Pluie…

Les scientifiques ont écouté attentivement la voix de la pluie ces dernières années et elle proclame un changement étonnant. Ainsi, ces averses douces ne sont plus aussi fréquentes que du temps de Whitman ; en zone maïsière durant la saison de croissance, de plus forts pourcentages des pluies sont diluviennes.

« Depuis quelques années, nous observons des sécheresses anormales pendant cinq à huit mois, puis recevons presque la moitié de nos pluies annuelles en seulement quatre à huit semaines », dit Gail Fuller, agriculteur d’Emporia, Kansas.

« Le défi est de trouver des façons de laisser l’eau s’infiltrer et de la garder dans le sol, dit-il. Dix centimètres de pluie ne servent à rien si le ruissellement en élimine 80 %. »

La tempête. Les responsables de la troisième Évaluation climatique nationale des États-Unis ont indiqué que les pluies diluviennes sont à la hausse, spécialement dans les états maïsiers et du Nord Est. Mais ces scientifiques prédisent aussi que la fréquence et l’intensité des précipitations extrêmes affecteront toutes les régions du pays.

Ruby Leung et ses collègues du Pacific Northwest National Laboratory ont exploré cette tendance. Ces chercheurs se sont concentrés sur les systèmes convectifs de méso-échelle (SCM) — les gros orages organisés qui produisent souvent des précipitations extrêmes et des inondations.

Le sol en santé se maintient avec l’aide de la “colle” microbienne mais le sol à labour conventionnel se désagrège une fois saturé.

« Ce ne sont pas des orages isolés qui déversent des précipitations puis disparaissent rapidement, souligne Mme Leung. Ces systèmes convectifs de méso-échelle couvre typiquement plus de 100 kilomètres et durent au moins neuf heures, certains pouvant durer jusqu’à 24 heures. »

Les chercheurs ont compilé les données SCM de 35 ans basées sur les précipitations observées du North American Land Data Assimilation System, validées contre une observation plus brève par satellite. Leur analyse démontre que les précipitations totales de saison chaude augmentent de 11 % par décennie en raison de l’augmentation de la durée et de la fréquence des systèmes convectifs de méso-échelle. Par contre, les précipitations normales ont diminué durant cette période.

Effet nocturne. L’étude constate que le facteur dominant de l’augmentation d’intensité et de longévité des SCM est une élévation du courant jet à basse altitude des Grandes Plaines qui amène une masse d’air instable, chaud et humide, venant du Golfe du Mexique. « La température augmente depuis 35 ans et la terre se réchauffe plus rapidement que les océans, explique Mme Leung. L’écart croissant entre la température de la terre et de l’eau amplifie le système basse pression tirant l’humidité du Golfe du Mexique. Ceci accroît la quantité d’humidité alimentant les systèmes convectifs de méso-échelle, ce qui explique selon nous la fréquence accrue des activités SCM, ainsi que leur plus longue durée contribuant à produire de plus grandes précipitations. »

Ce courant à faible altitude prolonge la tempête jusqu’en pleine nuit dans la zone maïsière. Ces grosses tempêtes commencent souvent en fin d’après-midi au pied des Rocheuses et s’intensifient en allant vers l’Est. Elles arrivent au Midwest la nuit quand le courant d’humidité à faible altitude du Golfe du Mexique est aussi à son maximum. Ce courant très actif amène beaucoup d’humidité au centre des États-Unis, explique Mme Leung. Quand l’humidité du courant à faible altitude croise les systèmes convectifs à méso-échelle, les systèmes s’amplifient et déversent de fortes précipitations. Les tempêtes SCM sont donc un phénomène nocturne. »

À l’université Iowa State, Eugene Takle, directeur du Climate Science Program, a étudié le nombre de jours où les agriculteurs de son état reçoivent 3 cm ou plus de pluie en 24 heures. « La fréquence des grosses pluies a doublé depuis l’époque de grand-père », affirme-t-il.

Humidité. Monsieur Takle remarque aussi une tendance saisonnière : plus de précipitations au printemps et moins d’humidité à l’automne. Il souligne que le niveau d’humidité en Iowa a considérablement augmenté depuis 35 ans. Ainsi, à Des Moines, le point de rosée a augmenté de presque 2 °C durant cette période. « C’est dire que l’atmosphère retient environ 13 % plus d’humidité, dit-il. Un surcroît d’humidité atmosphérique qui met plus d’eau en disponibilité pour alimenter les orages violents. » L’une des grandes tâches de l’agriculture des prochaines décennies sera de gérer cette eau atmosphérique additionnelle, prédit Walter Jehne, directeur de Healthy Soils Australia. Sa présentation récente à l’école d’agriculture de Gail Fuller encourageait les agriculteurs à restaurer les cycles hydrologiques.

« Les extrêmes hydrologiques vont s’intensifier ces prochaines décennies, dit-il. Le défi sera de survivre à ces changements climatiques systémiques et ces extrêmes hydrologiques dangereux. Mais nous pouvons y arriver. »

Bien que les niveaux de dioxyde de carbone soient le point de mire des débats climatiques, M. Jehne dit que ce gaz à effet de serre n’est qu’un symptôme. « Sur 4 milliards d’années, les niveaux de dioxyde de carbone ont varié de 950 000 à aussi peu que 100 ppm ; mais 95 % de la dynamique calorifique de la terre fut et demeure gouvernée par son hydrologie. »

Les agriculteurs observent les taux d’infiltration lors d’une démonstration au Missouri.

Éponge-carbone. Monsieur Jehne présente diverses façons dont les agriculteurs peuvent aider à restaurer le cycle de l’eau et contrer les extrêmes de température. Restaurer la santé du sol améliorera l’infiltration, permettant de conserver l’eau de pluie pour soutenir la croissance plus longtemps et sur de plus vastes superficies.

Limiter les émissions de matières en suspension aide à prévenir la brumasse de micro-gouttes qui absorbe l’énergie solaire et aridifie le climat ; convertir la brumasse en nuages aide à rafraîchir toutes les régions ; induire ces nuages à former des gouttelettes réduit la brumasse et restaure l’eau de l’éponge-carbone.

Monsieur Jehne souligne ainsi le besoin de rouvrir les fenêtres de radiation nocturne fermées par l’humidité accrue. « Le phénomène est responsable de 60 % des effets de réchauffement global observés à ce jour, dit-il. En ouvrant ces fenêtres, nous pouvons rafraîchir de nuit les surfaces des plantes, élevant la condensation de rosée si importante pour l’abreuvement et la survie de la plante, tout particulièrement avec l’aridification du climat.

Inverser la tendance. Demander aux agriculteurs d’aider à changer le climat peut sembler impossible, mais il appert que la pluie a non seulement une voix mais une ouie. La recherche de l’université Montana State démontre la relation entre la conservation et l’utilisation des terres, et le climat. Paul Stoy, professeur en sciences environnementales et ressources terrestres, Collège d’agriculture MSU, étudie une grande région des Dakotas s’étendant au Canada et présentant depuis 40 ans une tendance au refroidissement estival. Sa recherche pointe vers une réduction des terres en jachère, en faveur de l’exploitation en semis direct.

« Des dizaines de millions d’hectares autrefois en jachère sont maintenant ensemencés ; ainsi, plus d’eau entre dans l’atmosphère et moins de chaleur, souligne M. Stoy. C’est probablement la raison de l’ennuagement, des précipitations et du refroidissement remarqué en période estivale seulement. » Doug Peterson, spécialiste régional de l’Iowa/Missouri, Natural Resources Conservation Service, USDA, suit cette recherche de près. « Je crois que nous touchons simplement la pointe de l’iceberg sur la façon dont l’utilisation des terres peut influer sur les pluies locales, dit-il. Il semble que la quantité de sol nu et de végétation vivace, et le pourcentage de terre protégée par une culture de soutien, sont des éléments importants de l’équation. »

Tombe la pluie. NRCS continue de prôner le besoin de santé du sol. Le réseau de pores interconnectés d’un sol friable très agrégé laisse l’eau s’infiltrer rapidement — tout en laissant circuler l’air et fournissant un habitat idéal aux édaphocénoses, les organismes du sol. Un simulateur pluvial comme celui montré lors d’une journée champètre de Caldwell County, Mo., est un important outil d’enseignement. Il simule l’effet d’une pluie sur divers bacs de sol allant typiquement du labour normal au sol non labouré et protégé par une culture de soutien. Une rangée de bocaux placés devant recueille le ruissellement ; la couleur de l’eau des bocaux indique la déperdition de sédiments du champ. L’autre rangée recueille l’eau qui a traversé le profil du sol.

La grande surprise, c’est quand le présentateur inverse le bac de sol labouré, révélant que son fond est complètement sec. « Le labour referme les pores et prévient l’infiltration, souligne M. Peterson. L’important, c’est de conserver cette eau. » 

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