Les Rivières célestes au-dessus de l’Antarctique, capturées en 3D

Une élévation du niveau mondial de la mer est étroitement liée aux chutes de neige en Antarctique, car elle affecte directement le bilan de masse de la calotte glaciaire antarctique. Une source majeure de ces chutes de neige est constituée par les rivières atmosphériques (RA), de longues bandes étroites de vapeur d’eau concentrée dans l’atmosphère qui transportent d’énormes quantités d’humidité des régions tropicales ou subtropicales vers des zones plus froides. Lorsque ces systèmes atteignent l’Antarctique, ils peuvent déclencher des événements de chutes de neige substantiels sur la calotte glaciaire. Bien que cela soit connu, la détection des RA au-dessus du continent antarctique reste un défi majeur en raison de la topographie escarpée et de l’environnement extrêmement sec de l’Antarctique.

Pour résoudre ce problème, Kazu Takahashi, doctorant à l’Université supérieure des études avancées, SOKENDAI, avec le professeur Jun Inoue, le professeur adjoint Kazutoshi Sato, le professeur adjoint Naohiko Hirasawa et le chercheur de projet Kyohei Yamada de l’Institut national de recherche polaire, ont développé un nouvel algorithme de détection des RA en trois dimensions (3D). Leur étude, mise en ligne le 5 mai 2026 et publiée dans Geophysical Research Letters le 16 mai 2026, étend les méthodes de détection 2D conventionnelles des RA à un cadre tridimensionnel pour détecter avec précision les RA.

« Nous avons constaté que les RA approchant de l’Antarctique ne sont pas alignées verticalement comme on le supposait auparavant, mais sont souvent des structures inclinées s’étendant de l’océan Austral vers la haute atmosphère au-dessus du continent », rapporte M. Takahashi.

Les méthodes 2D conventionnelles ne pouvaient pas représenter avec précision ce comportement, ce qui a conduit à une détection peu claire de l’activité des RA en Antarctique. La nouvelle méthode 3D développée surmonte cette limitation en identifiant simultanément le transport d’humidité à travers plusieurs niveaux de pression atmosphérique.

Pour évaluer ce nouvel algorithme, les chercheurs ont analysé les données d’observation des précipitations recueillies à la station Dome Fuji en Antarctique oriental au cours de la 44e expédition japonaise de recherche en Antarctique (JARE44) et les données satellitaires MODIS pour la période de 2003 à 2004, correspondant à la période d’observation JARE44. Après cette évaluation, l’analyse statistique sur l’Antarctique a été réalisée à l’aide des données ERA5 de 1979 à 2023. Les résultats ont montré que cette nouvelle méthode a réussi à détecter les RA associées à plus de la moitié des événements de précipitations significatifs observés pendant la période de l’expédition.

« Les précipitations liées aux RA représentaient environ 40 % des précipitations totales à Dome Fuji », explique M. Takahashi.

L’analyse climatologique atmosphérique de 1979 à 2023 a en outre révélé le rôle dominant des RA dans la variabilité climatologique des précipitations antarctiques. Bien que les RA ne se produisent que moins de 10 % du temps sur l’ensemble de l’Antarctique, elles représentaient environ 30 % à 60 % du total annuel des précipitations, avec des contributions atteignant jusqu’à 90 % dans certaines régions côtières et de l’Antarctique occidental. Fait intéressant, la répartition spatiale des tendances à long terme des précipitations correspondait étroitement à la distribution des tendances des précipitations liées aux RA, indiquant que les RA régulent fortement la variabilité à long terme des chutes de neige en Antarctique.

Outre cette découverte, l’étude a également d’importantes implications météorologiques. Bien que la perte de glace induite par le réchauffement des océans soit le principal moteur de l’élévation du niveau de la mer, les variations des chutes de neige en Antarctique modifient le bilan de masse de la calotte glaciaire et peuvent donc influencer l’ampleur de l’élévation du niveau de la mer. Les résultats suggèrent également que la prise en compte des changements dans l’activité des RA est essentielle pour améliorer les projections de la variabilité du climat antarctique et des changements de masse de la calotte glaciaire dans le cadre du réchauffement climatique. Les chercheurs notent en outre que des phénomènes atmosphériques à grande échelle, tels que le réchauffement atmosphérique, peuvent influencer les précipitations antarctiques par le biais de changements dans l’activité des RA.

Expliquant la motivation derrière l’étude, les auteurs ont noté que les approches antérieures ne parvenaient pas à caractériser suffisamment les RA au-dessus de l’Antarctique et que des cadres de détection plus avancés étaient nécessaires pour comprendre la variabilité de la calotte glaciaire antarctique. En incorporant la dimension verticale du transport d’humidité, la nouvelle méthode de détection 3D ouvre la voie à un cadre puissant pour soutenir les futures expéditions sur les processus de précipitation antarctiques et la dynamique climatique.

Article : Capturing Antarctic Precipitation With a 3D Atmospheric River Algorithm – Journal : Geophysical Research Letters – Méthode : Data/statistical analysis – DOI : Lien vers l’étude

Source : Sokendai