Pourquoi tant de tempêtes historiquement rares frappent-elles les Carolines ?La géographie met ces États en danger et le changement climatique met les dés à rude épreuve.

L'ouragan Hélène a causé inondations meurtrières et destructrices lorsqu'il a balayé le sud-est en septembre.26-29, 2024.Sur une large partie de l'ouest de la Caroline du Nord, où la pire inondation s'est produite, la quantité de précipitations a dépassé les niveaux attendus en moyenne une fois tous les 1 000 ans seulement.

Mais ce n’était pas la première tempête de pluie millénaire en Caroline du Nord cette année.À la mi-septembre, une tempête lente et sans nom produit plus d'un pied de pluie plus proche de la côte atlantique.Cette tempête a inondé des zones qui avait déjà été inondé par la tempête tropicale Debby en août.

Comme scientifiques de l'atmosphère et climatologues d'État, nous pensons qu’il est important que le public comprenne le risque que des événements extrêmes puissent se produire.Cela est d’autant plus vrai que le changement climatique modifie les conditions qui créent et alimentent les tempêtes.Voici comment les scientifiques calculent les probabilités de tempête et pourquoi des événements comme une tempête millénaire peuvent se produire beaucoup plus fréquemment dans certains endroits que ce terme ne le suggère.

Prévoir l’avenir à partir du passé

Les estimations des périodes de retour des précipitations – combien de temps s'écouleront en moyenne entre des tempêtes d'une ampleur donnée – proviennent du NOUS.Administration nationale océanique et atmosphérique, siège du Service météorologique national.La NOAA publie ces projections dans une série de rapports intitulés Atlas 14.Les architectes et les ingénieurs les utilisent pour concevoir des bâtiments, barrages, ponts et autres installations capables de résister aux fortes pluies.

Les estimations utilisent les données pluviométriques passées pour calculer la fréquence à laquelle des tempêtes de pluie de différentes tailles se produisent à des endroits donnés.Dans les endroits où des observations historiques de précipitations sont collectées depuis des décennies, il est possible de calculer la quantité de pluie dépassée en moyenne une ou deux fois par an avec un niveau de confiance très élevé.

Les experts utilisent ensuite des méthodes statistiques pour estimer la fréquence à laquelle des quantités de pluie plus importantes se produiraient.À mesure que les montants augmentent, les calculs deviennent moins précis.Mais il est toujours possible de faire des estimations raisonnables d’événements pluvieux très rares.

Les résultats sont des probabilités moyennes qu’une certaine quantité de pluie tombe à un endroit donné au cours d’une année donnée.Si une tempête qui produit 6 pouces (15 centimètres) de pluie en 24 heures a 1 % de chances de se produire au cours d'une année, alors nous nous attendrions à ce qu'une telle tempête se produise une fois tous les 100 ans, sa période de retour est donc de 100 ans. années.Un événement avec une probabilité de 0,1 % de se produire au cours d’une année donnée pourrait se produire en moyenne une fois tous les 1 000 ans, c’est pourquoi on parle d’un événement tous les 1 000 ans.

Ce n’est pas « un et c’est fait »

Le problème avec des termes comme événement de 100 ans ou événement de 1 000 ans est que beaucoup de gens les entendent et supposent qu’ils signifient qu’une autre tempête de cette ampleur ne devrait pas se produire avant 99 ou 999 ans.C’est une conclusion raisonnable, mais elle est incorrecte.Chaque tempête est un événement individuel, donc ce n’est pas parce qu’une tempête devient inhabituellement importante qu’une autre tempête un an plus tard ne peut pas également dépasser les probabilités.

Imaginez que vous lancez une paire de dés.Les chances de lancer une paire de six sont faibles – juste 1 sur 36, soit un peu moins de 3%.Mais si vous lancez à nouveau les dés, les chances ne changent pas : elles sont les mêmes pour ce lancer que pour le précédent.

Une façon plus précise de communiquer les probabilités d’une tempête est de réfléchir à la probabilité de dépassement annuel – la probabilité qu’une tempête de pluie d’une ampleur donnée se produise au cours d’une seule année.Une tempête millénaire a 0,1 % de chance de se produire n’importe quelle année, et la même probabilité de se reproduire l’année suivante et l’année suivante.

Depuis les États-Unisest un grand pays, nous devrions nous attendre à voir chaque année un tas de pluies torrentielles avec une probabilité de 0,1 %.La probabilité qu’une telle tempête se produise à un endroit spécifique est extrêmement faible, mais la probabilité qu’une telle tempête se produise quelque part devient un peu plus élevée.

En d’autres termes, même s’il est peu probable que vous soyez confronté à une tempête millénaire dans votre région, il y aura probablement des tempêtes millénaires quelque part dans le pays chaque année.

Différentes zones connaissent différents types de tempêtes

Dans le monde réel, les pluies torrentielles ne sont pas distribuées au hasard ;ils sont le résultat de processus atmosphériques comme les orages et les ouragans, produits par modèles climatiques locaux et régionaux.Ainsi, une carte des tempêtes de pluie réelles sur 1 000 ans montrerait des amas reflétant les ouragans le long de la côte Est, les rivières atmosphériques le long de la côte Ouest et les complexes orageux de la côte Ouest. les Grandes Plaines, où se forment des systèmes orageux.

Les types de tempêtes sont importants car ils ont des durées différentes.Presque tous les rares événements pluvieux extrêmes d’une heure sont associés à des orages, tandis que ceux qui durent 48 ou 72 heures sont souvent causés par des ouragans ou leurs restes.

La Caroline du Nord et la Caroline du Sud, fréquemment touchées par les ouragans et les tempêtes tropicales, ont connu de nombreuses précipitations extrêmes ces dernières années.Ils comprennent des pluies torrentielles record en octobre 2015 en Caroline du Sud ; L'ouragan Matthew en 2016 ; Ouragan Florence en 2018 ; la tempête sans nom susmentionnée en septembre 2024 ;et maintenant, l'ouragan Hélène.

En fait, depuis 2002, les trois États-Unisdes tempêtes qui ont fait tomber des précipitations d'une magnitude de 1 000 ans sur les plus grandes zones ont toutes frappé les Carolines :la tempête d'octobre 2015, Florence et Hélène.

Chargement des dés météo

Pourquoi tant de tempêtes qui, historiquement et statistiquement, devraient être extrêmement rares, ont-elles frappé les Carolines en quelques années seulement ?Il y a deux raisons principales, qui sont liées.

Premièrement, l’estimation de la probabilité d’événements rares nécessite des quantités de données de plus en plus importantes.L'Atlas 14 de la NOAA a été mis à jour pour la dernière fois pour les Carolines en 2006, et ces calculs n'utilisaient que des données jusqu'en 2000.

À mesure que davantage de tempêtes se produisent et que davantage de données sont collectées, les estimations deviennent plus robustes.Étant donné que les mesures fiables des précipitations ne remontent qu'à environ 100 ans, la véritable probabilité d'une telle quantité de pluie dans les Carolines peut-être a-t-il été sous-estimé jusqu'à maintenant.

Deuxièmement, ces statistiques supposent que le climat ne change pas, alors que nous savons que c’est le cas.Surtout dans les régions proches des côtes, la fréquence des fortes précipitations a augmenté en raison du changement climatique causé par l’homme.L’air plus chaud peut retenir plus d’humidité, et les océans plus chauds fournissent cette humidité comme combustible pour les fortes précipitations.

En conséquence, le changement climatique rend les tempêtes de pluie qui étaient extrêmement rares aujourd'hui. un peu plus probable.Même si les Carolines ont peut-être été particulièrement malchanceuses ces dernières années, les dés sont également pipés en faveur de pluies plus abondantes – une tendance qui pose des défis majeurs en matière de préparation aux situations d’urgence et de rétablissement.

La NOAA développe actuellement Atlas15, qui mettra à jour les estimations actuelles avec des données plus récentes et intégrera les effets du changement climatique.L'agence prévoit également de moderniser ses estimations d'une quantité connexe connue sous le nom de précipitation maximale probable, qui est une estimation des pires précipitations pouvant survenir à un endroit donné.

Les ingénieurs utilisent ces estimations pour concevoir de grandes installations critiques, telles que des barrages, capables de résister aux inondations qui se produiraient en cas de précipitations dans le pire des cas sur leurs sites.La Caroline du Nord a développé sa propre version d'Atlas 15, en raison du besoin urgent de planifier une infrastructure de transport pour gérer davantage d'événements comme Florence et Hélène.

Ces mises à jour fourniront des informations pouvant être utilisées pour une meilleure planification et prise de décision.Même ainsi, les précipitations extrêmes resteront un risque majeur, avec des impacts significatifs sur de nombreux États-Unis.communautés.