L'étude AWI fournit la base de prédictions fiables des effets du changement climatique en Antarctique.
Malgré le réchauffement climatique et la réduction de la banquise dans l'Arctique, l'étendue de la banquise antarctique (en Antarctique) est restée pratiquement inchangée depuis 1979. Cependant, les calculs existants basés sur des modèles climatiques indiquent une perte importante de glace de mer, ce qui est incompatible avec les observations réelles.
Comme l'ont montré des experts de l'Institut Alfred Wegener, l'océan peut atténuer le réchauffement autour de l'Antarctique et retarder le retrait de la banquise. Étant donné que de nombreux modèles sont incapables de capturer avec précision ce facteur et le rôle des tourbillons océaniques, l'étude, qui a été publiée dans la revue Nature Communications (DOI : 10.1038/s41467-022-28259-y), fournit une base pour une modélisation améliorée et prévision du développement futur de l'Antarctique.
Le réchauffement climatique progresse rapidement, provoquant des effets qui se font sentir dans le monde entier.
Les effets du changement climatique sont particulièrement dramatiques dans l'Arctique, la banquise rétrécissant considérablement depuis le début des observations par satellite en 1979 face à la hausse des températures mondiales. Selon les derniers calculs, l'Arctique d'été pourrait rester libre de glace jusqu'en 2050, et certaines années même jusqu'en 2030.
Pourtant, de l'autre côté de la planète, en Antarctique, la banquise semble avoir échappé à la tendance au réchauffement climatique.
Depuis 2010, les fluctuations interannuelles sont plus importantes que sur la période précédente. Cependant, mis à part un écart négatif important entre 2016 et 2019, la couverture de glace moyenne à long terme autour du continent antarctique est restée stable depuis 1979. Ainsi, la réalité observée ne correspond pas à la plupart des modèles scientifiques qui montrent une perte importante de glace de mer sur la même période.
"Ce soi-disant paradoxe de la glace de mer antarctique est occupé par la communauté scientifique depuis un certain temps maintenant", explique le premier auteur Thomas Rakow de l'Institut Alfred Wegener, Centre de recherche polaire et marine. Helmholtz (AWI).
« Les modèles existants ne peuvent pas encore décrire correctement le comportement de la banquise antarctique ; un élément clé semble manquer. Cela explique également pourquoi le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat a conclu que le niveau de confiance dans les prévisions basées sur des modèles de la future banquise antarctique est faible.
En revanche, dans l'Arctique, les modèles sont déjà si robustes que le GIEC attribue un haut niveau de confiance à leurs prédictions. "Grâce à nos recherches, nous fournissons maintenant un cadre qui pourrait rendre les prévisions futures pour l'Antarctique beaucoup plus fiables."
Au cours de l'étude, l'équipe a appliqué le modèle climatique AWI (AWI-CM). Contrairement à d'autres modèles climatiques, AWI-CM permet à certaines régions clés, comme l'océan Austral, d'être modélisées de manière beaucoup plus détaillée - ou en d'autres termes, "à haute résolution". En conséquence, il est possible de prendre directement en compte les processus de mélange dans l'océan, provoqués par des tourbillons océaniques plus petits d'un diamètre de 10 à 20 kilomètres.
« Nous avons utilisé un large éventail de configurations pour nos simulations. Au cours du processus, il est devenu clair que seuls les modèles haute résolution de l'océan Austral entourant l'Antarctique entraînaient un retard dans la perte de glace de mer similaire à ce que nous voyons dans la réalité », explique Thomas Rakow.
«Lorsque nous avons ensuite étendu le modèle dans le futur, même dans un scénario GES très défavorable, la calotte glaciaire de l'Antarctique reste largement stable jusqu'au milieu du siècle. Après cela, la banquise recule assez rapidement, comme c'est le cas pour la banquise arctique depuis des décennies."
En résumé, l'étude de l'AWI propose une explication potentielle de la raison pour laquelle le comportement de la banquise antarctique n'est pas conforme à la tendance au réchauffement climatique.
« Il peut y avoir plusieurs raisons à la stabilité paradoxale de la couverture de glace de mer. Une théorie est discutée selon laquelle l'eau de fonte supplémentaire de l'Antarctique stabilise la colonne d'eau et donc la glace en protégeant les eaux de surface froides des eaux profondes plus chaudes. Selon une autre théorie, les principaux coupables sont les vents d'ouest soufflant autour de l'Antarctique, qui se renforcent en raison du changement climatique. Ces vents pourraient étirer la glace comme une fine pâte à pizza pour couvrir une grande surface. Dans ce scénario, le volume de glace peut déjà diminuer et les zones recouvertes de glace créeront l'illusion de stabilité », explique Thomas Rakow.
Les efforts de recherche d'AWI se concentrent désormais sur les tourbillons océaniques. Ils peuvent jouer un rôle essentiel dans l'atténuation et donc le retardement des effets du changement climatique dans l'océan Austral en permettant à l'océan de transporter la chaleur supplémentaire de l'atmosphère vers le nord vers l'équateur.
Ce transfert de chaleur vers le nord est étroitement lié à la circulation de renversement sous-jacente dans l'océan supérieur d'environ 1000 mètres, qui dans l'océan Austral est d'une part entraînée par le vent mais également influencée par les tourbillons. Alors que la composante nord de la circulation augmente en raison de vents d'ouest plus forts, les tourbillons simplifiés dans les modèles climatiques à basse résolution semblent souvent surcompenser ce facteur de la composante sud vers l'Antarctique ; les tourbillons simulés dans le modèle à haute résolution montrent un comportement plus neutre.
Collectivement, un changement plus prononcé du transfert de chaleur peut être observé dans le modèle à haute résolution. En conséquence, l'océan entourant l'Antarctique se réchauffe plus lentement et la calotte glaciaire reste stable plus longtemps.
"Notre étude soutient l'hypothèse selon laquelle les modèles climatiques et les projections de la banquise antarctique seront beaucoup plus fiables une fois qu'ils pourront modéliser de manière réaliste un océan plein de tourbillons à haute résolution", déclare Thomas Rakow.
"Avec des performances de supercalcul sans cesse croissantes et de nouveaux modèles plus efficaces, la prochaine génération de modèles climatiques devrait en faire une corvée."
2022-02-04 18:10:27
Auteur: Vitalii Babkin