L’une des régions du monde les plus densément peuplées pourrait repousser les limites des conditions d’habitation à la fin du siècle, révèle une étude. (Image : Pixabay / CC0 1.0)
Une région qui détient l’une des plus grandes concentrations de personnes sur Terre pourrait être en train de repousser les limites de l’habitat humain d’ici la fin du siècle, selon une nouvelle étude. La recherche a montré qu’au-delà d’un certain seuil de température et d’humidité, une personne ne peut pas survivre à des périodes prolongées en plein air sans protection - comme doivent le faire, par exemple, les agriculteurs.
Aujourd’hui, une nouvelle étude du MIT montre qu’à moins que des mesures drastiques ne soient prises pour limiter les émissions de gaz à effet de serre, la région la plus peuplée et la plus importante du point de vue agricole de la Chine pourrait être confrontée à de telles conditions mortelles à répétition, subissant les effets les plus dommageables de la chaleur, du moins en ce qui concerne la vie humaine, de n’importe quel endroit de la planète.
L’étude montre que le risque de vagues de chaleur mortelles est considérablement accru en raison de l’irrigation intensive dans cette région relativement sèche mais très fertile, connue sous le nom de plaine du Nord de la Chine - une région dont le rôle dans ce pays est comparable à celui du Midwest américain. Cette vulnérabilité accrue à la chaleur est due au fait que l’irrigation expose davantage d’eau à l’évaporation, ce qui entraîne une humidité de l’air plus élevée que ce qui serait autrement présent et exacerbe les répercussions physiologiques des pics de température.
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Les nouvelles découvertes d’Elfatih Eltahir au MIT et Suchul Kang à l’Alliance Singapour-MIT pour la recherche et la technologie sont rapportées dans la revue Nature Communications. L’étude est la troisième d’une série, les deux précédentes prévoyant l’augmentation des vagues de chaleur mortelles dans la région du golfe Persique et en Asie du Sud.
Bien que les études antérieures aient révélé de sérieux risques imminents, les nouvelles conclusions montrent que la plaine du Nord de la Chine, ou PNC, est confrontée aux plus grands risques pour la vie humaine en raison de la hausse des températures dans le reste du monde, a dit M. Eltahir : « La réponse est beaucoup plus importante que la réponse correspondante dans les deux autres régions. »
Les trois régions étudiées par les chercheurs ont été choisies à partir d’enregistrements passés indiquant que les niveaux combinés de température et d’humidité y avaient atteint des extrêmes plus élevés que sur n’importe quelle autre région terrestre. Bien que certains facteurs de risque soient clairs - vallées basses et proximité de mers ou d’océans chauds - « nous n’avons pas de théorie quantitative générale par laquelle nous aurions pu prédire » l’emplacement de ces points chauds mondiaux, explique-t-il. En examinant empiriquement les données climatiques passées : « C’est l’Asie qui se démarque », dit-il.
Bien que l’étude du golfe Persique ait révélé des températures extrêmes encore plus élevées, celles-ci étaient confinées à la zone au-dessus de l’eau du golfe lui-même, et non au-dessus de la terre. Dans le cas de la plaine du Nord de la Chine : « C’est ici que les gens vivent », dit Eltahir. L’indice clé pour déterminer la capacité de survie par temps chaud, explique Eltahir, implique la combinaison de la chaleur et de l’humidité telle que déterminée par une mesure appelée l’indice humidex.
Il est mesurée en enveloppant littéralement un tissu humide autour du bulbe (ou capteur) d’un thermomètre afin que l’évaporation de l’eau puisse refroidir le bulbe. À 100 % d’humidité, sans évaporation possible, la température du bulbe humide est égale à la température réelle. Cette mesure reflète l’effet des températures extrêmes sur une personne en plein air, qui dépend de la capacité du corps à évacuer la chaleur par évaporation de la sueur de la peau.
À une température de 35°C (95°F), une personne en bonne santé peut ne pas être capable de survivre plus de six heures à l’extérieur, comme l’a démontré la recherche. La nouvelle étude montre que dans les scénarios de maintien du statu quo pour les émissions de gaz à effet de serre, ce seuil sera atteint plusieurs fois dans la région du PNC entre 2070 et 2100.
« Cet endroit sera l’endroit le plus chaud pour les vagues de chaleur mortelles à l’avenir, surtout sous l’effet des changements climatiques », dit Eltahir.
Et les signes de cet avenir ont déjà commencé : l’étude montre qu’il y a déjà eu une augmentation substantielle des vagues de chaleur extrême dans le PNC au cours des 50 dernières années. Le réchauffement dans cette région au cours de cette période a été presque le double de la moyenne mondiale -0,24°C par décennie contre -0,13°C. En 2013, les vagues de chaleur extrême dans la région ont duré jusqu’à 50 jours et les températures maximales ont atteint 38°C par endroits.
D’importantes vagues de chaleur se sont produites en 2006 et 2013, battant des records. Shanghai, la plus grande ville de Chine de l’Est, a battu un record de température de 141 ans en 2013, et des dizaines de personnes en sont mortes. Pour arriver à leurs projections, Eltahir et Kang ont effectué des simulations détaillées du modèle climatique de la zone du PNC - qui couvre environ 4 000 kilomètres carrés - au cours des 30 dernières années.
Ils n’ont ensuite sélectionné que les modèles qui ont le mieux réussi à faire correspondre les conditions réelles observées au cours de la période passée, et ont utilisé ces modèles pour projeter le climat futur sur 30 ans à la fin de ce siècle. Ils ont utilisé deux scénarios différents pour l’avenir : le statu quo, sans nouveaux efforts pour réduire les émissions, et des réductions modérées des émissions, à l’aide de scénarios standard élaborés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat.
Chaque version était gérée de deux manières différentes : l’une incluant les effets de l’irrigation, et l’autre sans irrigation. L’une des conclusions surprenantes était la contribution significative de l’irrigation au problème - en moyenne, ajoutant environ un demi-degré Celsius au réchauffement global dans la région qui se produirait autrement.
En effet, même si l’humidité supplémentaire dans l’air produit un certain effet de refroidissement local au niveau du sol, cela est plus que compensé par le stress physiologique supplémentaire imposé par l’humidité plus élevée et par le fait que la vapeur d’eau supplémentaire - elle-même un puissant gaz à effet de serre - contribue au réchauffement global de la masse d’air.
« L’irrigation exacerbe l’impact du changement climatique », dit Eltahir.
En fait, selon le rapport des chercheurs, l’effet combiné, tel que projeté par les modèles, est un peu plus grand que la somme des impacts individuels de l’irrigation ou du seul changement climatique, pour des raisons qui nécessiteront d’autres recherches.
L’essentiel, comme l’écrivent les chercheurs dans le document, c’est l’importance de réduire les émissions de gaz à effet de serre afin de réduire la probabilité de conditions aussi extrêmes. Ils concluent : « La Chine est actuellement le plus grand contributeur aux émissions de gaz à effet de serre, avec des implications potentiellement graves pour sa propre population : la poursuite de la tendance actuelle des émissions mondiales peut limiter l’habitabilité de la région la plus peuplée du pays le plus peuplé de la Terre. »
« Il s’agit d’un travail de recherche solide qui prolonge et affine certaines des études précédentes sur le changement climatique d’origine humaine et son rôle dans les vagues de chaleur », explique Christoph Schauer, professeur de sciences atmosphériques et climatiques à l’ETH Zurich, qui a participé aux travaux.
« C’est une étude très utile. Il met en lumière certains des défis potentiellement sérieux qui émergeront avec un changement climatique non atténué. (...) Ce sont des résultats importants et opportuns, car ils peuvent conduire à des mesures d’adaptation adéquates avant que des conditions climatiques potentiellement graves n’émergent. »
Schauer ajoute que «bien qu’il existe des preuves accablantes que le changement climatique a commencé à affecter la fréquence et l’intensité des vagues de chaleur, les projections climatiques à l’échelle du siècle impliquent des incertitudes considérables» qui nécessiteront une étude plus approfondie. Cependant, dit-il : « En ce qui concerne l’impact sur la santé des températures élevées de l’indice humidex, le seuil de santé appliqué (températures du bulbe humide près de la température du corps humain) est très solide et découle en fait de principes physiques fondamentaux. »
