Une étude publiée dans Nature Climate Change dévoile une nouvelle méthode permettant de préciser le rôle de l’IPO, une oscillation naturelle de long terme qui concerne le Pacifique mais affecte aussi les températures à l’échelle du globe.  Meehl et al. montre que l’IPO a eu impact majeur lors de phases positives (1910-1941 et 1971-1995) contribuant à plus de 70% à l’écart entre les modèles et les observations. Lors de la phase négative à partir de la fin des années 90, environ 27% de la différence entre les modèles et les observations aurait été due à l’IPO. Cela signifie que d’autres facteurs ont joué lors de la pause climatique des années 2000, peut-être des modes de variabilité situés en dehors du Pacifique et/ou des éruptions volcaniques sous-estimées.

L’Oscillation interdécennale du Pacifique (Interdecadal Pacific Oscillation ou IPO) est un mode majeur de variabilité naturelle dans le Pacifique. Elle comporte une phase positive qui favorise des températures élevées à la surface du Pacifique, et une phase négative, qui promeut des périodes de refroidissement. C’est un phénomène dont les caractéristiques sont similaires à celles d’El Niño ou de l’Oscillation décennale du Pacifique (PDO), à ceci près qu’elle s’exerce sur une échelle d’une quinzaine d’années contre quelques mois pour El Niño, et qu’elle concerne une zone plus grande que la PDO.

Phase positive de l’oscillation interdécennale du Pacifique (IPO). Source : NOAA.

Dans une phase négative, l’IPO a contribué de manière significative au ralentissement du réchauffement climatique dans les années 2000. Son retour vers une phase positive, s’il se confirme, devrait à l’inverse conduire à une accélération du réchauffement climatique dans les années à venir. Une étude de Meehl et al. publiée dans Nature Climate Change montre que le réchauffement pourrait excéder temporairement les valeurs annoncées par les modèles dans les prochaines années. L’événement El Niño a peut-être provoqué cette transition vers une période de réchauffement accéléré. Les températures record relevées ces derniers mois ne seraient ainsi pas l’apogée d’une période chaude, mais son début. Notons que La Niña va sans doute tempérer provisoirement cette phase chaude en cours d’émergence dans le Pacifique.

Comme El Niño, l’IPO a une grande influence sur le climat mondial mais son impact est difficile à évaluer précisément car elle se mêle à d’autres facteurs de variabilité naturelle et au forçage externe lié aux gaz à effet de serre ou aux aérosols. En outre, lors des phases négatives et positives, on a pu constater un écart entre la température globale prévue par les modèles et les observations. D’où la question : comment quantifier le rôle de l’IPO dans les écarts entre modèles et observations ?

Des études ont déjà par le passé tenté d’identifier les facteurs déterminant les variations climatiques afin de distinguer la part de variabilité interne des forçages externes comme les gaz à effet de serre. L’une de ces méthodes consistait simplement à soustraire des observations les températures simulées par les modèles, le résidu étant censé représenter la part de fluctuation interne du climat. Une autre approche pour simuler l’effet de l’IPO a consisté à introduire dans un modèle les températures de surface de la mer observées lors de ces oscillations du Pacifique. Cette dernière technique a permis de répliquer de manière satisfaisante l’évolution effective des températures, notamment lors de la pause climatique des années 2000. Le problème est qu’il n’était pas possible de déterminer si les températures de surface de la mer étaient le fait de l’IPO ou d’autres forçages.

Meehl et al. a utilisé une nouvelle méthode pour expliciter le rôle des variations du Pacifique. Plutôt que de chercher à calculer le résidu de la variabilité interne du climat, les chercheurs ont tenté de déterminer l’évolution des températures de surface de la mer associées à l’IPO grâce à des simulations tirées d’un modèle, le CCSM4. Les 1100 dernières années ont ainsi pu être étudiées. A partir de cette base, ils ont ensuite pu calculer l’impact sur les températures mondiales depuis le début du 20è siècle. Trois types de tendances ont ainsi pu être comparées :

• Les températures réellement observées
• Les températures calculées par les modèles
• Les températures recalculées avec l’IPO

Evolution de la température mondiale depuis 1880. Source : NASA.

Pour la période chaude 1910-1940, les observations (+0,13°C par décade en moyenne) montrent un réchauffement plus important qu’avec les modèles (+0,06°C en moyenne). Mais l’ajustement avec IPO donne +0,11°C, un chiffre beaucoup plus proche des observations. Cela signifie que l’ajustement avec l’IPO explique 71% de l’écart entre les modèles et les observations.

Sur la période chaude 1971–1995, les observations de 0,19°C par décade sont également plus proches de la valeur ajustée par l’IPO (+0,17°C) que celle calculée par les modèles (+0,11°C en moyenne). L’IPO explique 75% de l’écart entre les modèles et les observations.

Lors du « grand hiatus » 1941-1971, l’ajustement IPO donne -0,06°C par décade, moins que les  modèles (-0,01°C) mais plus  que les observations (-0,03°C). Pour la période 1995-2013, les observations ont été de 0,14°C par décade alors que les modèles prévoyaient +0,25°C. L’ajustement IPO donne cependant un chiffre plus proche de la réalité avec +0,22°C en moyenne (la fourchette est de +0,17°C à +0,26°C). L’ajustement IPO ne représente dans cette phase « froide » que 27% de l’écart entre modèles et relevés instrumentaux. Des résultats similaires sont trouvés pour la période 2000-2013.

D’autres facteurs que les oscillations du Pacifique ont donc dû jouer dans la pause climatique des années 2000, selon Meehl et al. Les auteurs de l’étude citent parmi les principaux suspects les éruptions volcaniques d’intensité moyenne au début du 21è siècle, qui auraient davantage joué qu’on ne le pensait (ce qui a été suggéré dans d’autres études), les oscillations de l’Atlantique (AMO notamment). Autre élément, la tendance de fond au réchauffement ferait que la contribution de l’IPO à un ralentissement éventuel se réduira fatalement à l’avenir.

Une étude récente du Met Office publiée dans la revue Nature Climate Change, suggérait que le ralentissement pouvait avoir été causé principalement par les variations régionales dans la libération d’aérosols liés aux activités humaines, en particulier en provenance de Chine. Les auteurs pensaient avoir découvert un mécanisme par lequel les aérosols modifieraient la circulation atmosphérique elle-même.

Epaisseur optique des aérosols 2007-2011. Sources : Modis/GSFC NASA.

Quoi qu’il en soit, la phase froide de l’IPO est semble-il derrière nous. Outre le fait qu’elle a été marqué par de nouveaux records de chaleur au niveau mondial malgré une configuration défavorable dans le Pacifique, nous sommes peut-être en train d’entrer dans une phase chaude de l’IPO. Les températures de surface de la mer devront encore le confirmer dans les années à venir mais des valeurs très élevées ont déjà été observées dernièrement.

Comme au milieu des années 70, toutes les conditions semblent aujourd’hui réunies pour une évolution positive de l’IPO, d’après une récente étude déjà signée par Gerald Meehl. Tout d’abord, depuis le début des années 2000, il y a eu un réchauffement de l’ouest du pacifique tropical, une condition suspectée être à l’origine des transitions de l’IPO. Ensuite, on vient d’enregistrer un gros phénomène El Niño, la deuxième condition pour provoquer un changement de phase. El Niño 2015-16 est comparable à celui de 1997-98, et donc l’un des plus importants jamais observés depuis l’ère instrumentale. On verra dans les prochains mois si La Niña vient contrarier ces pronostics.

La prévision pour 2015-2019 montre une phase positive de l’IPO avec des températures au-dessus des normales dans l’est du Pacifique, s’étendant vers le nord-est. Une situation donc à l’opposée de celle observée dans les années 1998-2012. Sur la période 2013-2022, les scientifiques prévoient un réchauffement moyen de +0,22°C par décennie, trois fois plus que le rythme de +0,08°C observé entre 2001-2014. La fourchette haute des périodes d’IPO positive peut amener un réchauffement de plus +0,30°C par décennie, selon les chercheurs.