L'océan Austral résiste à la tendance
Le monde se réchauffe de plus en plus - à l'exception d'une région maritime qui a résisté à la tendance générale. Une équipe de recherche de l'ETH Zurich et de l'Université de Princeton vient d'expliquer pourquoi il en est ainsi.
Les climatologues et les océanographes observent partout dans le monde que les terres et les mers deviennent de plus en plus chaudes. En moyenne, la température globale au-dessus des surfaces terrestres a augmenté de 1 degré Celsius depuis le milieu du 19e siècle, celle des surfaces océaniques de 0,6 degré. Les régions alpines ou l'Arctique se réchauffent particulièrement.
Cependant, certaines parties de l'océan Austral, c'est-à-dire l'océan entourant le continent Antarctique jusqu'au 55e degré de latitude sud, se sont comportées différemment. Entre 1982 et 2011, cette région maritime s'est refroidie en surface. L'effet a été le plus fort dans le secteur Pacifique, où la surface de la mer s'est refroidie d'environ 0,1 degré Celsius par décennie, et le plus faible dans les secteurs de l'Atlantique et de l'Océan Indien.
Jusqu'à présent, les climatologues et les océanographes n'ont pas pu expliquer de manière convaincante pourquoi certaines parties de l'océan Austral résistaient à la tendance mondiale au réchauffement. Un groupe de scientifiques dirigé par le professeur de l'ETH Nicolas Gruber a désormais résolu l'énigme gr?ce à un modèle océanique à haute résolution. Les résultats viennent d'être publiés dans la revue spécialisée AGU Advances.
Des simulations suggèrent l'influence de la glace de mer
A l'aide de simulations, les chercheurs démontrent que des modifications de la glace de mer sont très probablement responsables du refroidissement de la surface de l'océan Austral. Si le premier auteur de l'étude, Alex Haumann, et son équipe ont pris en compte dans le modèle les in natura Si l'on tient compte des changements observés de la glace de mer, les simulations reproduisent correctement les modèles observés des changements de température à la surface de la mer. Mais si les chercheurs ont négligé cet effet et n'ont pris en compte que d'autres facteurs possibles, comme l'augmentation de la circulation océanique ou l'augmentation de l'apport d'eau douce due à la fonte des glaciers de l'Antarctique, les simulations n'ont pas pu reproduire ces modèles.
La réflexion sur l'importance de la glace de mer s'est basée sur une observation extraordinaire : entre 1982 et 2011, période durant laquelle le refroidissement s'est produit, la glace de mer n'a cessé de s'étendre dans l'océan Austral. Dans l'Arctique, en revanche, la glace de mer a nettement diminué au cours de la même période.
Le transport de la glace est un transport d'eau douce
Haumann et Gruber et d'autres collègues avaient déjà découvert il y a quelques années la raison principale de la plus grande extension de la glace de mer dans l'océan Austral : un transport de glace de mer entra?né par des vents du sud plus forts, qui dérive plus au nord vers la mer ouverte, comme sur un tapis roulant. La glace se forme sur la c?te à partir de l'eau de mer qui gèle. Il y a alors une précipitation de sel, la glace est donc véritablement dessalée. En été, la glace fond, loin de la c?te, sur l'océan ouvert. De l'eau douce pénètre alors dans les eaux de surface de l'océan Austral, ce qui fait baisser la salinité de l'eau de mer.
Cette diminution de la salinité en surface a finalement renforcé la stratification verticale de l'eau de mer : l'eau "plus douce" et plus légère dans cette partie de l'océan reste dans la couche supérieure, épaisse de 100 mètres. En dessous se trouve une eau plus dense et plus salée. En effet, en général, plus l'eau est salée et froide, plus sa densité est grande et plus elle est stratifiée en profondeur dans l'océan.
Moins d'échange de chaleur entre les couches
Cependant, la stratification plus stable réduisait l'échange de chaleur entre les couches profondes et l'eau de surface, de sorte que la chaleur restait piégée en profondeur. ? cela s'ajoute le fait qu'en hiver, l'air au-dessus de l'océan Austral est généralement plus froid que la température de l'eau de mer. Combiné à la réduction de l'échange thermique vertical dans l'océan, cela a finalement conduit à la situation observée, dans laquelle l'eau de surface s'est refroidie et la couche d'eau sous-jacente s'est réchauffée.
Le r?le important de la salinité dans le contr?le de la stratification verticale est une particularité de l'océan Austral, car il n'existe en réalité qu'une très faible différence de température entre les eaux de surface de l'océan et le sous-sol, de quelques dixièmes de degrés seulement. La forte stratification déterminée par la salinité explique également pourquoi les couches ne se sont pas mélangées malgré le refroidissement de la surface.
Pas d'argument pour les négationnistes du climat
"Le refroidissement de l'océan Austral sur trois décennies est vraiment extraordinaire si l'on considère que toutes les autres régions, et notamment les surfaces terrestres, se sont réchauffées", explique Nicolas Gruber.
Ce n'est pas parce qu'une zone océanique se refroidit que l'ensemble du système climatique se réchauffe moins. Il s'agirait simplement d'une redistribution de la chaleur dans l'océan Austral de la surface vers les profondeurs. "Nous partons du principe que l'apparition des vents forts qui transportent la glace vers le nord, en pleine mer, est peut-être un effet secondaire du changement climatique", souligne Gruber. "Le changement climatique est clairement d'origine humaine. Cela ne peut pas être balayé d'un revers de main malgré une région maritime qui se refroidit".
De plus, la présente étude ne décrit que la situation jusqu'en 2011. "Depuis 2015, nous observons un revirement. La glace de mer recule désormais massivement autour de l'Antarctique également", explique le professeur de l'ETH. "Et cela s'inscrit dans la tendance du réchauffement global en cours".
Référence bibliographique
Haumann FA, Gruber N, Münnich M : Sea-ice induced Southern Ocean subsurface warming and surface cooling in a warming climate. AGU Advances 2020, 1 : e2019AV000132, doi : page externe10.1029/2019AV000132