Moussons

Le soir du 11 juin 2015, il a commencé à pleuvoir à Mumbai, en Inde, et cela ne s’est pas arrêté avant le lendemain. Les trains ont été retardés. Un mur s’est effondré avec le poids supplémentaire de l’eau. Des avis ont été affichés sur le risque de glissement de terrain dans les zones vallonnées de la ville. Deux personnes sont mortes des suites de ces précipitations. Pourtant, il y avait un sentiment de soulagement dans la ville. Comme le dit un article du New Indian Express, « Mumbai a souri alors que de fortes averses ont arrosé la ville. »

La ville souriait, pour ainsi dire, parce que cette tempête a mis fin à une longue vague de chaleur. Avant que la pluie ne commence, il faisait si chaud au mois de mai que les routes en asphalte fondaient. Dans de nombreux endroits en Inde, les conditions humides rendaient la chaleur ressentie beaucoup plus chaude. À un endroit, l’indice de chaleur, qui prend en compte à la fois la chaleur et l’humidité pour décrire la sensation de chaleur, dépassait les 140°F. Après le début de la pluie, les températures ont baissé, les nuages protégeant Mumbai du soleil étouffant. Il faisait toujours chaud – avec des températures maximales supérieures à 80°F – mais il faisait beaucoup plus frais que pendant la canicule. Le début des pluies au début du mois de juin a marqué la fin de l’hiver sec et le début de la mousson d’été humide .

Les moussons produisent les étés très humides et les hivers secs qui se produisent sur presque tous les continents tropicaux. Une mousson n’est pas une tempête comme un ouragan ou un orage d’été, mais un schéma beaucoup plus large de vents et de pluies qui s’étend sur une grande zone géographique – un continent ou même le globe entier.

Le temps et le climat sont très différents dans les tropiques et les latitudes moyennes, et ce n’est pas seulement une question de tropiques plus chauds. En Europe, en Amérique du Nord et dans d’autres régions de latitude moyenne, les températures subissent de grands changements au cours du cycle saisonnier ; les événements météorologiques dans ces régions durent quelques jours, car les systèmes de haute et de basse pression dérivent lentement vers l’est, réorganisant au passage les emplacements des masses d’air plus chaudes et plus froides. Ainsi, il peut faire frais et pluvieux un jour et chaud et ensoleillé le lendemain. En revanche, les températures tropicales ne changent pas beaucoup au cours de l’année. Le cycle saisonnier sur les continents tropicaux est marqué par une oscillation entre les périodes sèches et humides provoquées par les moussons. Les phénomènes météorologiques des tropiques, tels que les typhons, les orages et autres tempêtes de pluie, sont en fait intégrés dans les moussons, qui sont beaucoup plus importantes. Des milliards de personnes vivent dans les climats de mousson de l’Asie du Sud, de l’Afrique et des Amériques tropicales. Chaque printemps, elles attendent les pluies de mousson qui mettront fin à la sécheresse hivernale, même si elles peuvent aussi provoquer des inondations désastreuses. Il y a souvent trop peu d’eau ou trop d’eau.

Où se trouvent les moussons

Si vous cherchez des moussons, il vous faudra vous diriger vers les tropiques. C’est là que la pluie est produite lorsque l’air chaud et humide s’élève dans la zone de convergence intertropicale (ZCIT), qui oscille du nord au sud dans un cycle saisonnier, provoquant des schémas de saisons humides et sèches distinctes (explorez Pourquoi les moussons se produisent pour en savoir plus sur la façon dont cela fonctionne).

Cependant, les moussons ne sont pas les mêmes dans tous les tropiques, car les emplacements spécifiques des continents et des océans influencent les schémas régionaux des vents et des pluies. Les conditions classiques pour de fortes moussons se trouvent là où l’océan Indien et l’océan Pacifique se rencontrent. Cette région comprend l’Inde et l’Asie du Sud au nord de l’équateur et l’Australie au sud de l’équateur. Ces régions connaissent de fortes oscillations entre des étés humides et des hivers secs en raison des mouvements de va-et-vient de la ZCIT à travers l’équateur. La mousson d’Asie du Sud, qui comprend la mousson indienne, est particulièrement forte car l’Himalaya et d’autres montagnes empêchent l’air sec du nord d’atteindre la région humide de la mousson. La région saisonnière humide et sèche située juste au sud du désert du Sahara en Afrique de l’Ouest et au Sahel est une autre région de mousson classique. Les moussons se produisent également dans les Amériques, mais ont tendance à être plus faibles que dans les autres régions.

La carte animée ci-dessous montre comment les précipitations varient au cours d’une année typique. Remarquez que la plupart des précipitations se produisent dans les tropiques et oscillent au nord et au sud de l’équateur en fonction des saisons. Ce déplacement saisonnier de l’emplacement des précipitations tropicales indique un déplacement de l’emplacement de la ZCIT et est la raison pour laquelle il existe des saisons humides et sèches distinctes sur les continents tropicaux.

Asie, Inde et Australie

Avec les moussons les plus fortes du monde, cette région s’étend de la mer de Chine méridionale à l’océan Indien et comprend l’Asie et l’extrémité nord de l’Australie. De juin à septembre, les pluies de la mousson d’été se produisent dans les pays d’Asie du Sud comme le Vietnam, la Thaïlande, le Cambodge, le Bangladesh, le Laos, l’Inde et le Pakistan. De décembre à février, les pluies de mousson se déplacent au sud de l’équateur vers l’Australie, tandis que l’Asie du Sud connaît des conditions de mousson sèches. Il existe même une mousson d’Asie de l’Est qui apporte des pluies d’été en Chine, au Japon et en Corée, mais elle est causée par un type différent de configuration de vent associé au courant-jet.

Les Amériques

Les vents de mousson dans les parties tropicales de l’Amérique du Nord, de l’Amérique centrale et de l’Amérique du Sud font varier la quantité de pluie au fil des saisons, même dans les régions où les précipitations sont abondantes et où les forêts tropicales prospèrent. De juin à août, qui sont les mois d’été dans l’hémisphère nord, les précipitations sont plus importantes au nord de l’équateur, au Costa Rica, au Nicaragua, au Panama et dans l’ouest du Mexique. De décembre à février, les précipitations sont plus importantes au sud de l’équateur, au Brésil. La mousson nord-américaine apporte l’humidité des eaux chaudes du Pacifique dans le sud-ouest des États-Unis, mais son pic de précipitations se produit au Mexique, et les États américains de l’Arizona et du Nouveau-Mexique se trouvent à sa périphérie. Ces régions sont généralement sèches mais peuvent recevoir suffisamment de précipitations pour éteindre un feu de forêt si des vents de mousson humides soufflent en été. Une zone de précipitations estivales le long de la côte Est des États-Unis est associée à ce que certains pourraient appeler une version des pluies de mousson aux latitudes moyennes.

Afrique

Pendant l’été de l’hémisphère Nord, la zone de convergence intertropicale (ZCIT) au-dessus de l’Afrique se trouve loin au nord de l’équateur, juste au sud du désert du Sahara, dans une région connue sous le nom d’Afrique subsaharienne. Des vents humides soufflent de l’Atlantique et produisent de la pluie lorsqu’ils atteignent l’Afrique de l’Ouest, dans des pays comme le Mali, le Niger, le Ghana et la Côte d’Ivoire. Pendant l’été de l’hémisphère sud, la ZCIT se trouve au sud de l’équateur et apporte de la pluie aux pays d’Afrique australe comme le Zimbabwe, la Tanzanie, la Zambie, le Malawi, le Mozambique et l’Ouganda. Pendant ce temps, l’Afrique subsaharienne devient particulièrement chaude et sèche en hiver, car l’air descend des hauteurs de l’atmosphère vers le sol dans le cadre de la circulation de Hadley.

Pourquoi les moussons arrivent

« Les vents de mousson sont officiellement arrivés dans la ville », a déclaré le directeur général du Centre météorologique régional de Mumbai, V.K. Rajeev, à la presse indienne le vendredi 12 juin 2015, après une nuit complète de pluie.

Il a fait référence aux vents même si les gens se souciaient davantage des pluies qui venaient de commencer. C’est parce que les pluies de mousson sont contrôlées par le vent et, en général, par la façon dont l’air se déplace dans l’atmosphère tropicale, qui change radicalement au début et à la fin de chaque été.

Il y a un modèle pour le vent.

L’air se déplace dans l’atmosphère tropicale selon un modèle appelé la circulation de Hadley – l’air chaud monte près de l’équateur, circule vers les pôles, puis redescend vers la surface de la Terre dans les régions subtropicales. L’air s’écoule le long de la surface de la Terre depuis les subtropiques vers l’équateur, puis la boucle recommence.

La lumière du soleil, et l’énergie qu’elle apporte à la Terre, est la force motrice de la circulation de Hadley. La lumière du soleil réchauffe les surfaces terrestres et océaniques près de l’équateur. La surface réchauffée libère de l’énergie dans l’atmosphère, sous forme de chaleur et d’eau évaporée. L’air qui a été réchauffé à l’équateur, et la vapeur d’eau qu’il contient, s’élève et se répand dans la haute atmosphère, à environ 10-15 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. En s’écoulant vers les pôles, cet air se refroidit et descend vers la surface de la Terre dans les régions subtropicales, près de 30 degrés de latitude au nord ou au sud de l’équateur. Lorsque l’air s’élève près de l’équateur et s’écoule ensuite vers les pôles, il laisse une zone de moins de molécules d’air à l’équateur. Il s’agit d’une région de basse pression car il reste une plus petite masse d’air au-dessus de l’équateur. L’air provenant des sous-régions, au nord et au sud de l’équateur, s’écoule pour remplir l’espace, complétant ainsi la boucle de la circulation de Hadley. La zone située près de l’équateur et présentant une basse pression et des vents convergents et ascendants est appelée zone de convergence intertropicale (ZCIT). La vapeur d’eau se condense lorsque l’air monte et se refroidit dans la ZCIT, formant des nuages et tombant sous forme de pluie. La ZCIT est visible depuis l’espace sous la forme d’une bande de nuages autour de la planète. C’est là que se produisent les pluies de mousson.

Si la Terre ne tournait pas, les vents souffleraient directement vers la zone de convergence intertropicale depuis le nord et le sud. Mais la Terre est en rotation – faisant un tour complet sur son axe chaque jour – ce qui fait tourner le vent vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. Cela signifie que l’air qui s’écoule vers l’équateur près de la surface de la Terre s’écoule également vers l’ouest, et constitue ce que nous appelons les « alizés », qui étaient importants pour le commerce mondial à l’époque où les marchandises étaient transportées entre les continents par des voiliers. L’effet de la rotation de la Terre sur les vents est appelé effet de Coriolis ou force de Coriolis. Il affecte également le mouvement des courants océaniques et la direction de la rotation des ouragans. Les mouvements qui s’étendent sur des centaines ou des milliers de kilomètres ressentent la force de Coriolis. Elle n’a pas d’impact sur les phénomènes à plus petite échelle comme les tornades. (Et contrairement à la légende, la direction dans laquelle l’eau tourne dans une chasse d’eau est due à la conception des toilettes, car celles-ci sont beaucoup trop petites pour ressentir la force de Coriolis.)

La façon dont les alizés tournent vers l’ouest en se dirigeant vers l’équateur a beaucoup intéressé George Hadley, un avocat britannique du 18e siècle qui a tâté de la météorologie. Il a proposé que ce soit la rotation de la Terre qui fasse tourner les vents en direction de l’équateur. Il a produit ce qui était essentiellement la première théorie globale de la circulation atmosphérique. Au fil des ans, d’autres scientifiques ont affiné et développé ces idées, mais Hadley a réussi à corriger certaines des bases. Aujourd’hui, la circulation de Hadley dans les tropiques porte le nom de George Hadley.

La circulation de Hadley ne reste pas au même endroit toute l’année, mais varie en fonction des saisons. C’est la clé pour comprendre pourquoi de nombreuses régions tropicales dans le monde ont des modèles d’étés humides de mousson et d’hivers secs. Les changements saisonniers de la circulation de Hadley créent les moussons du monde.

Les vents changent au cours de l’année.

En décembre et janvier, l’hémisphère sud est plus fortement chauffé par le soleil que l’hémisphère nord, de sorte que l’air le plus chaud – celui qui s’élève dans la ZCIT – se trouve un peu au sud de l’équateur. Les vents de l’hémisphère nord soufflent à travers l’équateur vers la ZCIT. En juin et juillet, l’hémisphère nord est plus fortement chauffé par le soleil, la ZCIT et son air chaud ascendant se trouvent donc un peu au nord de l’équateur et les vents de l’hémisphère sud soufflent à travers l’équateur pour atteindre la ZCIT dans l’hémisphère nord.

Lorsque la ZCIT change d’emplacement au cours de l’année, les vents, les pluies et l’emplacement du temps humide de la mousson changent également.

Rappellez-vous que la force de Coriolis change de direction sur l’équateur : Elle fait tourner les vents vers la droite dans l’hémisphère nord et vers la gauche dans l’hémisphère sud. Ainsi, lorsque l’air traverse l’équateur en passant de l’hémisphère froid de l’hiver vers la ZCIT de l’hémisphère de l’été, il subit un changement de la force de Coriolis. Les alizés s’inversent alors et soufflent vers l’ouest dans l’hémisphère d’hiver et vers l’est dans l’hémisphère d’été. Cette inversion saisonnière des vents était historiquement très importante pour le commerce entre l’Afrique et l’Asie ; les navires naviguaient de l’Asie vers l’Afrique en hiver, puis entreprenaient leur voyage de retour lorsque la mousson d’été faisait passer le vent de l’ouest à l’est.

La mousson d’été correspond à ce que les gens pensent souvent des conditions de mousson : de grandes quantités de pluie. Mais la mousson d’hiver, où règnent des conditions sèches, fait également partie du schéma. En hiver, l’air descend au-dessus des continents tropicaux en tant que partie de la circulation de Hadley qui se trouve à l’extérieur de la ZCIT. L’air descendant provoque une haute pression et rend les nuages et la pluie peu fréquents. Les conditions sèches de l’hiver peuvent même conduire à la sécheresse si elles sont trop intenses ou persistent trop longtemps.

Les moussons sont affectés par la géographie.

La géographie affecte la quantité de précipitations qu’une zone reçoit lorsque la ZCIT se déplace au fil des saisons. Par exemple, pendant l’hiver de l’hémisphère nord, la ZCIT se trouve au sud de l’équateur et les pluies de mousson tombent dans le nord de l’Australie. Les vents de basse altitude soufflent vers le sud en direction de la ZCIT, se chargeant d’humidité en se déplaçant au-dessus de l’océan chaud et tropical. Pendant ce temps, en Inde, l’air sec descendant sur les terres signifie qu’il y a peu de précipitations.

Pendant l’été de l’hémisphère Nord, la ZCIT est au nord de l’équateur et les pluies de mousson tombent en Inde et dans d’autres parties de l’Asie du Sud, car les vents soufflent vers le nord de l’océan tropical vers les terres, tandis que le nord de l’Australie connaît des conditions très sèches lorsque l’air descend.

La localisation des pluies de mousson est affectée par le fait que les terres ne peuvent pas retenir la chaleur aussi bien que l’océan. Lorsque la lumière solaire estivale intense frappe les terres, son énergie est absorbée et retransmise rapidement dans l’atmosphère. Lorsque la lumière du soleil frappe l’océan, l’énergie solaire est retenue par l’eau et peut être mélangée vers le bas et stockée à des dizaines ou des centaines de pieds sous la surface. Cela signifie qu’en été, l’air au-dessus des terres est plus chauffé que l’air au-dessus de l’océan, ce qui déplace la ZCIT vers les régions terrestres. Dans les régions où les continents se trouvent au nord ou au sud de l’équateur, comme en Asie et en Australie, cela entraîne un déplacement de la ZCIT plus loin de l’équateur pendant la saison estivale.

Qu’est-ce qui affecte la quantité de pluie ?

Il existe des variations d’une année à l’autre dans la quantité de pluie de mousson pendant l’été. Par exemple, les chercheurs ont constaté que pendant les conditions El Niño, lorsque l’océan Pacifique est particulièrement chaud près de l’équateur, il y a généralement moins de précipitations pendant la mousson d’été en Inde. Dans le cadre de La Niña, lorsque l’océan Pacifique est frais, la mousson d’été est plus pluvieuse en Inde. Bien qu’il s’agisse d’une tendance générale, elle ne peut pas être utilisée pour indiquer exactement la quantité de pluie qui tombera en Inde au cours d’un été particulier. En fait, le plus fort épisode d’El Niño du XXe siècle (1997-1998) a eu peu d’effet sur la mousson indienne. Il doit donc y avoir d’autres influences sur le volume des précipitations. C’est un domaine de recherche active.

Le changement climatique pourrait modifier les moussons.

Selon la plupart des simulations informatiques du climat de la Terre au cours des 50 à 100 prochaines années, il y aura une augmentation des précipitations dans la plupart des régions de mousson, car le climat se réchauffe en raison de l’augmentation des niveaux de gaz à effet de serre atmosphériques tels que le dioxyde de carbone. Les pluies augmenteront probablement dans les régions humides à mesure que le climat se réchauffe, car l’air chaud peut contenir davantage d’eau ; si les vents ne changent pas, l’augmentation de la vapeur d’eau dans l’atmosphère produira davantage de pluie dans la ZCIT. Si les vents ne changent pas, une plus grande quantité de vapeur d’eau dans l’atmosphère produira davantage de pluie dans la ZCIT. On ne sait pas non plus si les vents changeront suffisamment pour avoir un effet important sur les précipitations. Pendant la saison sèche, les terres devraient devenir plus sèches car l’évaporation des terres augmentera dans un climat plus chaud.

En même temps que les précipitations changent en raison du changement climatique mondial, la variabilité naturelle d’une année à l’autre se produit également. D’autres changements dans la quantité de précipitations peuvent être causés par la pollution atmosphérique (comme les minuscules particules libérées lors de la combustion du charbon, du pétrole et du gaz). La quantité de pluie de mousson qui tombe chaque année est très variable, d’après les relevés de pluie effectués en Inde depuis les années 1880. Dans certaines régions de l’Inde, les pluies de mousson ont quelque peu diminué depuis 1950. En revanche, aux Philippines et dans d’autres régions de l’ouest du Pacifique Nord, la quantité de pluie de mousson a augmenté. La faiblesse des pluies de mousson a entraîné la sécheresse et la famine dans de grandes parties de l’Afrique dans les années 1970 et 1980, mais les pluies de mousson d’Afrique de l’Ouest se sont quelque peu rétablies depuis lors. Il existe donc des preuves que les moussons changent, mais les chercheurs étudient encore comment la quantité de pluie de mousson sera affectée par le changement climatique à l’avenir.

Les moussons ont un impact sur les gens

Impacts sur l’agriculture et l’économie

Les agriculteurs des régions de mousson comptent sur les mois d’été humides pour faire pousser leurs cultures. Cependant, la mousson d’été n’apporte pas toujours la même quantité de précipitations, et les variations de pluie ont des implications pour l’agriculture et l’économie.

Par exemple, en 2009, très peu de pluie est tombée pendant la mousson d’été en Inde. Dans certaines régions, les précipitations ont représenté la moitié de ce qui est typique pendant la saison humide et les agriculteurs n’ont pas pu planter leurs cultures. Les animaux de ferme sont morts de faim ; beaucoup ont été vendus pour une fraction de ce qu’ils auraient normalement valu parce que les agriculteurs étaient désespérés.

Du blé et du riz aux légumes, au coton et au thé, les agriculteurs indiens cultivent un large éventail de cultures et le pays utilise plus de terres pour les cultures que tout autre pays du monde (215 millions d’acres). Les cultures dépendent de la pluie et, en Inde, plus des trois quarts des précipitations annuelles ont lieu pendant les quatre mois de la mousson d’été. Mais les années où les précipitations sont moins importantes que d’habitude, les cultures meurent dans les champs ou ne peuvent pas être plantées du tout. Regardez les graphiques à gauche pour voir comment la quantité de céréales produites par les agriculteurs en Inde (notamment le blé, le riz et l’orge) est liée à la quantité de précipitations. Plus de la moitié de la population indienne travaille dans l’agriculture, et les pluies de mousson ont une incidence directe sur leurs revenus et leurs moyens de subsistance. L’agriculture représente plus de 15 % du produit intérieur brut (PIB) de l’Inde, ce qui signifie que lorsque les récoltes échouent en raison d’un manque de pluie, l’économie en pâtit.

Alors qu’un manque de pluie pendant la mousson d’été peut entraîner des conditions désastreuses pour les agriculteurs sur terre, un excès de pluie et des vents trop forts peuvent rendre les eaux côtières dangereuses, empêchant les pêcheurs de toute l’Asie du Sud de prendre la mer pour attraper le poisson dont ils dépendent pour leur revenu.

Les pluies de mousson peuvent être exploitées sous forme d’hydroélectricité, une ressource énergétique précieuse. L’hydroélectricité fournit actuellement 25 % de l’électricité indienne. Les réservoirs sont remplis pendant les pluies de mousson d’été, puis l’eau est libérée progressivement par les barrages, faisant tourner des turbines pour créer de l’électricité toute l’année. Les années où les pluies de mousson sont peu abondantes, les réservoirs ne sont pas remplis, ce qui limite la quantité d’énergie hydroélectrique produite au cours de l’année.

Moussons et santé

Parce que les régions au climat de mousson ont des saisons humides et sèches distinctes, elles sont sujettes aux inondations et aux sécheresses, toutes deux dangereuses pour la santé.

Pendant les moussons d’été, les fortes précipitations peuvent provoquer des inondations. Les eaux de crue puissantes peuvent noyer les victimes et endommager les bâtiments, laissant les gens sans maison et vulnérables aux éléments. Pendant la mousson d’été de 2014 au Pakistan et en Inde, près de 300 personnes ont perdu la vie lors de glissements de terrain et d’effondrements de maisons. Les inondations dues à la mousson de 2011 en Australie ont causé environ 4,5 milliards de dollars de dégâts.

Pour autant, les principaux risques sanitaires pendant la saison de la mousson d’été sont des maladies comme le choléra, la dengue, le chikungunya et le paludisme, ainsi que des infections de l’estomac et des yeux. Chaque année, à l’approche de la mousson d’été, les hôpitaux indiens se préparent à recevoir un grand nombre de patients atteints de ces maladies.

Lorsque les inondations compromettent les systèmes de purification de l’eau, des maladies comme le choléra peuvent se propager par l’intermédiaire d’une eau potable souillée. De plus, les moustiques vecteurs de maladies se reproduisent dans les récipients ouverts qui se remplissent d’eau de pluie – des grands barils d’eau et des étangs aux petites coquilles de noix de coco. Les moustiques qui propagent la malaria, la dengue et le chikungunya sont courants sous les tropiques. Comme les moustiques ont plus d’endroits pour se reproduire pendant les pluies de la mousson d’été, il y a plus de moustiques. Cela entraîne plus de piqûres de moustiques qui propagent les maladies.

En hiver, les nuages fournissent rarement de l’ombre et la surface terrestre sèche ne peut pas se refroidir par évaporation, de sorte que les vagues de chaleur sont fréquentes. Au moins 2500 personnes sont mortes lors d’une importante vague de chaleur qui a balayé l’Inde en 2015, et plus de 1000 sont mortes environ un mois plus tard d’une vague de chaleur au Pakistan. Les températures à New Delhi étaient proches de 120°F (près de 50°C). L’eau est rare à cette période de l’année, ce qui fait que les maladies lavées par l’eau deviennent courantes ; ces maladies se propagent lorsqu’il y a trop peu d’eau pour une hygiène correcte.

La méningite, qui fait une victime sur dix, se propage pendant la saison sèche en Afrique subsaharienne lorsque la poussière du désert se retrouve en suspension dans l’air et est inhalée. Généralement, le nombre de cas diminue avec les premières pluies de mousson.