Température holocène inversée

Jul 30, 2023

Nature volume 620, pages 336-343 (2023)Citer cet article

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Le changement climatique anthropique devrait avoir de graves conséquences sur le cycle hydrologique mondial1, en particulier dans les régions tropicales où les économies basées sur l'agriculture dépendent des pluies de mousson2. Dans la Corne de l’Afrique, les sécheresses plus fréquentes au cours des dernières décennies3,4 contrastent avec les modèles climatiques prévoyant une augmentation des précipitations avec la hausse des températures5. Ici, nous utilisons des données géochimiques organiques de substitution du climat provenant des enregistrements sédimentaires du lac Chala (Kenya et Tanzanie) pour sonder la stabilité du lien entre hydroclimat et température au cours des 75 000 dernières années environ, englobant ainsi une plage de températures suffisamment large pour tester la « Le sec devient plus sec, l'humide devient plus humide » paradigme6 du changement climatique anthropique dans le domaine temporel. Nous montrons que la relation positive entre l'humidité effective et la température dans l'extrême est de l'Afrique au cours de la dernière période glaciaire plus froide est devenue négative autour du début de l'Holocène, il y a 11 700 ans, lorsque la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone dépassait 250 parties par million et que la température annuelle moyenne se rapprochait de celle d'aujourd'hui. -valeurs de jour. Ainsi, à cette époque, le bilan entre les précipitations de mousson et l’évaporation continentale7 a franchi un point de bascule tel que l’influence positive de la température sur l’évaporation est devenue plus grande que son influence positive sur les précipitations. Nos résultats impliquent qu'en cas de réchauffement anthropique continu, la Corne de l'Afrique connaîtra probablement un assèchement supplémentaire, et ils soulignent la nécessité d'améliorer la simulation des processus dynamiques et thermodynamiques du cycle hydrologique tropical.

L'incongruence entre la prévalence courante de conditions de sécheresse sévère dans la Corne de l'Afrique au cours des dernières décennies3,4 et les simulations de modèles climatiques projetant une augmentation des précipitations au cours du XXIe siècle5, appelée « paradoxe climatique de l'Afrique de l'Est »8,9, confond les perspectives de la région. les efforts d’adaptation au changement climatique en sapant la planification agricole stratégique et la gestion des ressources en eau9. Contrairement à d'autres régions (sub)tropicales sèches telles que l'Afrique australe, où les projections d'une sécheresse croissante sont généralement cohérentes avec les enregistrements instrumentaux, les projections d'une augmentation des précipitations (P) et d'une humidité effective stable (précipitations moins évaporation, P − E) sur l'extrême est de l'Afrique (Fig. 1b) sont clairement en contradiction avec la relation principalement inverse entre P − E annuelle et la température (T) observée sur 42 ans de données instrumentales (Fig. 1a). La récente tendance historique (et continue) à l'assèchement dans la Corne de l'Afrique s'exprime principalement par le début tardif et la cessation plus précoce des « longues pluies » de mars à mai qui soutiennent la principale saison agricole9. Alors que les études d’observation10 et les analyses des projections de changement climatique basées sur des modèles11 ont tendance à se concentrer sur les changements dans la circulation atmosphérique, les études sur l’hydrologie continentale et les ressources en eau mettent davantage l’accent sur les processus thermodynamiques tels que les rétroactions terre-atmosphère12,13. Les données paléoclimatiques indirectes provenant d'archives géologiques de haute qualité peuvent aider à améliorer les projections de la disponibilité future de l'eau en sondant la stabilité de la relation entre l'humidité effective et la température sur une plage de températures passées suffisamment large pour déterminer si le régime climatique tropical semi-aride de la Corne de l'Afrique est plus favorable. Il est probable qu’elle devienne progressivement plus humide ou plus sèche en raison du futur réchauffement anthropique.

a, les teintes bleues et rouges sur les continents montrent la corrélation entre l'humidité effective annuelle (P − E) et la température annuelle (T) dans les données d'observation sur la période 1980-2021 (méthodes), toutes réduites à une résolution de 0,25° à des fins de visualisation. Les corrélations avec des valeurs absolues supérieures à 0,4 sont statistiquement significatives (P < 0,01). Les SST moyennes50 supérieures à 23 °C (gris) délimitent les tropiques. Les lignes pointillées noires et grises représentent les positions approximatives de la ZCIT et de la CAB en janvier et juillet, respectivement, et les flèches bleues montrent les directions saisonnières dominantes des vents associées aux systèmes de mousson respectifs. La zone d’Afrique orientale délimitée par une ligne jaune est la région de la Corne de l’Afrique entièrement dépendante de l’humidité de l’océan Indien9. Les points noirs étiquetés 1 à 13 sont les emplacements des enregistrements de température des lacs utilisés pour dériver une reconstruction d'ensemble d'Afrique de l'Est sur 25 000 ans (1 à 7), des enregistrements SST sélectionnés de l'ouest de l'océan Indien (8 à 10), un pollen- enregistrements de température basés sur le sud-est de l'Afrique (11 ; tous présentés dans les données étendues, Fig. 4) et enregistrements d'humidité continentale basés sur le pollen de l'Afrique tropicale occidentale (12 et 13)35,36. b, Modifications de T (°C), P (mm jour−1) et P − E (mm jour−1) d'ici la fin du XXIe siècle (2081-2100 contre 1995-2014) sur le continent africain et océans adjacents, tels que simulés par l’ensemble de modèles CMIP6 dans le cadre du scénario d’émissions SSP5-8.551.