Les effets du réchauffement de l'atmosphère sur la circulation océanique restent mal compris. Ils pourraient conduire à des refroidissements régionaux. © Tamara Kulikova, Shutterstock

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Un refroidissement rapide de l’Atlantique nord nous menace-t-il ?

ActualitéClassé sous :Réchauffement climatique , Amoc , circulation thermohaline

La probabilité d'un ralentissement de la circulation des courants en Atlantique nord, dont le Gulf Stream est l'une des branches, est plus grande que prévu selon des chercheurs du CNRS. Or, ce risque est aussi celui d'un refroidissement dans cette région, lequel serait donc dû au réchauffement global. L'effet sur le climat devrait être davantage pris en compte, affirment-ils.

Toutes les projections des modèles climatiques actuels détectent le ralentissement de la circulation océanique de retournement (ou thermohaline), ou Amoc (Atlantic meridional overturning circulation), dont fait partie le fameux Gulf Stream qui apporte la chaleur de la Floride jusqu'aux côtes européennes. Ce phénomène pourrait entraîner un bouleversement climatique sans précédent. En 2013, le Giec, se basant sur les résultats d'une quarantaine de projections climatiques, a estimé que ce ralentissement s'installerait progressivement et sur une échelle de temps longue. Un refroidissement rapide de l'Atlantique nord au cours du XXIe siècle semblait donc peu probable.

Dans le cadre du projet européen Embrace, une équipe d'océanographes a réexaminé ces 40 projections climatiques en se focalisant sur un point névralgique au nord-ouest de l'Atlantique nord : la mer du Labrador. Cette région est le siège d'un phénomène de convection (donc une circulation d'eau verticale), qui nourrit à plus grande échelle la circulation océanique de retournement. En hiver, ses eaux de surface se refroidissent fortement, deviennent plus denses que les eaux de profondeur et plongent vers le fond. La chaleur (relative) des eaux profondes est ainsi transférée vers la surface et empêche la formation de banquise. Cette zone d'échange peut s'étendre jusqu'à 3.000 m de profondeur.

Les tonalités de bleu indiquent l’épaisseur de la couche d’eau mélangée par les mouvements verticaux entre la surface et la profondeur (Mixed layer depth), atteignant jusqu’à 3.000 m en mer du Labrador, entre le Groenland et le Canada. La ligne rouge indique la région étudiée et la ligne jaune délimite la zone où cette couche dépasse 1.000 m d’épaisseur. Les mouvements convectifs dans cette zone influencent les mouvements horizontaux en surface (lignes blanches). À l’inverse, les courants de surface (au nord, la gyre circumpolaire) favorisent (quand ils sont forts) les échanges verticaux ou les ralentissent (quand ils faiblissent). © Giovanni Sgubin, Epoc

Les meilleurs modèles indiquent un refroidissement futur

Choisissant d'étudier ce phénomène de convection en détail, des chercheurs du laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux (CNRS, université de Bordeaux) et de l'université de Southampton ont développé un nouvel algorithme pour analyser les 40 projections climatiques prises en compte dans le dernier rapport du Giec. Cet outil est capable de repérer les variations rapides des températures à la surface de l'océan. Cette « moulinette statistique » a révélé que 7 des 40 modèles climatiques étudiés projetaient un arrêt complet de la convection engendrant des refroidissements abrupts - 2 ou 3 degrés en moins de dix ans - de la mer du Labrador, induisant de fortes baisses des températures dans les régions côtières de l'Atlantique nord.

Mais un tel refroidissement rapide, simulé seulement par quelques modèles, est-il vraisemblable ? Pour répondre à cette question, les chercheurs se sont penchés sur la variable clé du déclenchement de la convection hivernale : la stratification océanique. Ces variations verticales de la densité des masses d'eau sont bien reproduites dans 11 des 40 modèles, qui donc peuvent être considérés comme les plus fiables. Or, parmi ces 11 modèles, 5 simulent une baisse rapide des températures de l'Atlantique nord, soit 45 %.

Ces résultats issus de modèles climatiques, qui viennent d'être publiés dans la revue Nature Communications, pourront être confrontés aux futures données du projet international Osnap, qui prévoit l'installation de bouées fixes dans le gyre subpolaire. De quoi anticiper de possibles refroidissements rapides dans les années à venir. Ce risque devra par ailleurs être pris en compte dans les politiques d'adaptation au changement climatique des régions bordant l'Atlantique nord.

Repris du communiqué du CNRS.

Interview 5/5 : et si le Gulf Stream s'arrêtait ?  Courant marin chaud, le Gulf Stream influe fortement sur le climat européen, en adoucissant les températures de l'hiver. Son ralentissement, ou pire encore sa disparition, provoquerait des déséquilibres climatiques en Europe de l’Ouest. François-Marie Bréon, chercheur au Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement, nous donne les clés pour comprendre ce phénomène.