L'avenir climatique d'Hawaï : les régions arides deviennent plus sèches avec le réchauffement climatique, augmentant le risque d'incendie

Les îles d'Hawaï sont mondialement connues pour leur climat généralement agréable et tranquille. Cependant, la tragédie des incendies de forêt du 8 août 2023 à Maui a rappelé brutalement qu'Hawaï peut également connaître la sécheresse et un temps chaud, sec et venteux, créant les conditions propices à des incendies destructeurs.

Hawaï a connu une tendance générale à la hausse de la superficie des terres brûlées chaque année à mesure que le climat local se réchauffe. Le changement climatique a été l’un des nombreux contributeurs à la catastrophe des incendies de forêt à Maui, et la hausse des températures et les changements de précipitations associés devraient augmenter le risque d’incendie dans les îles. Ces changements climatiques affecteront également les écosystèmes et les ressources en eau douce d’Hawaï.

Vous pouvez écouter plus d’articles de The Conversation, racontés par Noa, ici.

Je suis météorologue à l'Université d'Hawaï et j'ai travaillé avec des collègues pour développer des simulations climatiques informatiques sophistiquées qui projettent les changements de précipitations locales au cours du 21e siècle.

Nos résultats suggèrent qu’à mesure que la planète se réchauffe, les régions sèches d’Hawaï deviendront plus sèches, augmentant ainsi le risque d’incendie. Dans le même temps, ses zones humides deviendront plus humides.

Dans les zones sèches, les champs d’herbes sèches, comme ceux près de Waimea sur la grande île d’Hawaï, peuvent rapidement propager un incendie de forêt par temps venteux. Photo AP/Caleb JonesLe ruissellement dû aux pluies fréquentes dans les montagnes maintient les champs de taro humides à Kauai, mais les inondations causées par de fortes pluies peuvent entraîner de la boue, nuisant ainsi à cette culture culturellement importante. sur G. Fuller/VW Pics/Universal Images Group via Getty Images

Les régions les plus sèches de l'État ont particulièrement des raisons de s'inquiéter de l'avenir de l'eau douce disponible pour les usages résidentiels, commerciaux et agricoles. En outre, les changements dans les précipitations devraient affecter la répartition des plantes à Hawaï, nuisant à certaines espèces indigènes uniques telles que l'épée d'argent et augmentant certaines espèces de graminées envahissantes qui augmentent le risque d'incendie.

Les précipitations moyennes chutent fortement dans l'ombre de la pluie

Même si Hawaï abrite certains des endroits les plus humides de la planète, elle compte également des régions qui reçoivent peu de pluie.

Les montagnes très escarpées de chacune des principales îles hawaïennes bloquent les alizés dominants du nord-est. Il en résulte des pluies abondantes sur les pentes exposées au vent et des « ombres de pluie » sèches dans les zones sous le vent. Les communautés touristiques de la côte ouest de Maui, dont Lahaina, se trouvent dans l’une de ces ombres pluvieuses.

La carte du haut montre le taux de précipitation moyen à long terme observé à Hawaï. La carte du bas affiche le résultat de la simulation informatique, montrant avec quelle précision les ombres de pluie sont reproduites. Adapté de Zhang et al., Journal of Climate, American Mogenic Society

Hawaï est remarquable par ses gradations exceptionnellement fortes des taux de précipitations moyens sur de très courtes distances. Le sommet du mont Waialeale, dans le centre de Kauai, connu comme l'un des endroits les plus pluvieux de la planète, reçoit en moyenne environ 450 pouces de pluie par an. La ville de Kehaka, située à 24 kilomètres au sud-ouest et à l'ombre de la pluie, reçoit en moyenne moins de 20 pouces par an.

Ces différences marquées sur de courtes distances ont fait de la projection du changement climatique futur à Hawaï un défi particulièrement redoutable.

Les modèles informatiques utilisés pour projeter le climat futur se rapprochent du vent, de la température et de l'humidité atmosphériques en des points discrets sur une grille régulière. L'espacement horizontal entre les points de la grille dans les modèles climatiques mondiaux est généralement de 20 miles ou plus. Pour mettre cela en perspective, Maui ne mesure que 26 milles sur 48 milles dans sa largeur maximale.

Prédire le changement climatique à Hawaï

Nous avons créé un modèle qui zoome sur Hawaï et est capable de capturer ces variations, y compris l'effet d'ombre de la pluie.

À l’aide de ce modèle, nous avons simulé le climat hawaïen à la fin du 21e siècle selon un scénario dans lequel les émissions mondiales de gaz à effet de serre dues aux activités humaines se poursuivent à un rythme entraînant une augmentation globale de la température d’environ 4 degrés Fahrenheit (2,2 C). Un tel scénario est tout à fait plausible et nécessite même une réduction significative des taux d’émission actuels, mais il va bien au-delà de l’objectif convenu au niveau international de maintenir le réchauffement climatique en dessous de 3,6 F (2 C) par rapport aux niveaux préindustriels.

Nous avons constaté que dans les zones humides au vent d’Hawaï, les précipitations devraient augmenter considérablement. Cela inclut des averses extrêmes de plus en plus fréquentes. En revanche, les précipitations devraient diminuer considérablement dans une grande partie des régions abritées par la pluie.

Le changement des taux de précipitations moyens devrait se produire au cours du 21e siècle, tel que simulé dans le modèle informatique. Ces changements sont exprimés en pourcentage des taux de précipitations actuels à chaque endroit. Adapté de Zhang et al., Journal of Climate, American Mogenic Society

Cette tendance globale selon laquelle « l’humidité devient plus humide et la sécheresse devient plus sèche » se retrouve généralement dans les projections des modèles mondiaux de réchauffement climatique. Notre modèle informatique montre qu'il s'applique également aux gradations de précipitations sur les très courtes distances pertinentes pour Hawaï.

L’aspect « sec devient plus sec » est particulièrement important pour la formulation des plans d’adaptation d’Hawaï au changement climatique. Le sol des régions déjà sèches peut devenir encore plus sec à mesure que les précipitations diminuent et que l’air plus chaud favorise davantage l’évaporation de la surface. Cela inclut la côte ouest très développée de Maui et les zones agricoles qui abritaient jusqu’à récemment de grandes fermes de canne à sucre.

Élaborer de meilleures projections pour aider à préparer

Les taux de précipitations varieront encore d’une année à l’autre. En effet, on sait que les précipitations à Hawaï présentent de fortes variations d’une année à l’autre, voire d’une décennie à l’autre, dues en grande partie aux influences d’El Niño et de l’oscillation décennale du Pacifique, deux régimes climatiques naturels. De telles variations naturelles devraient coexister avec la tendance générale d’un siècle vers des conditions plus sèches ou plus humides.

La simulation des précipitations dans les modèles climatiques comporte encore de nombreuses incertitudes, et la représentation des détails géographiques fins de la pluie à Hawaï présente des défis particuliers. Une autre étude utilisant une approche différente a produit des résultats globalement conformes aux nôtres, mais prévoit une tendance globale à l’assèchement plus forte dans les îles.

Même si des recherches plus approfondies devraient contribuer à réduire les incertitudes liées aux projections climatiques, nos résultats suggèrent qu’à long terme, Hawaï doit se préparer à des conditions plus extrêmes, notamment à un risque accru d’incendies de forêt.