En raison du manque de données sur le climat de l’Antarctique, il est difficile de distinguer les changements liés aux activités humaines de ceux dus aux fluctuations naturelles. Mais d’après une nouvelle étude, le renforcement des vents d’ouest, qui a un impact climatique majeur de l’Australie à l’Antarctique, est bien dû aux activités humaines.

L’étude publiée dans Nature Climate Change sous la direction du Julie Jones (Département de géographie de l’université de Sheffield) s’attaque à un sujet particulièrement complexe : comprendre l’évolution du climat de l’Antarctique. Le continent blanc recèle encore de nombreux mystères alors qu’il représente potentiellement la plus grande source d’élévation du niveau de la mer.

Au niveau global, les données instrumentales montrent bien que la Terre s’est réchauffée depuis le début des relevés en 1880, très probablement en raison des émissions massives de gaz à effet de serre. En revanche, les données fiables sur l’évolution du climat de l’Antarctique et de l’océan Austral ne remontent qu’à 1979, lorsque les observations régulières par satellite ont commencé. Ces archives limitées rendent difficile l’évaluation des tendances climatiques à plus long terme des hautes latitudes de l’hémisphère sud.

Chenal Peltier (Antarctique). Source : Serge Ouachée – Wikipedia Commons.

On a bien eu des premières observations instrumentales à partir de 1957 avec la création du réseau de stations de recherche en Antarctique. S’il s’agit de données météorologiques importantes, elles ont principalement été relevées près de la côte, laissant de vastes régions du continent et les océans environnants sans couverture météorologique.

C’est seulement avec l’avènement des observations régulières par satellite en 1979 que la mesure du climat de l’Antarctique et de l’océan Austral qui l’entoure est devenue possible.

Pour mette les changements récents en perspective, le Dr Jones et son équipe internationale de scientifiques ont donc utilisé une compilation des données climatiques à partir des archives naturelles telles que les carottes de glace, qui donnent des indications sur la façon dont le climat de la région a changé depuis 1800. Ils ont également comparé les changements récents aux simulations des modèles climatiques.

Parmi leurs principales conclusions, les scientifiques ont notamment montré que les changements induits par l’homme avaient provoqué un déplacement vers le sud de la ceinture de vents d’ouest qui cercle l’Antarctique. Ce qui n’est pas une découverte en soi mais une confirmation importante du rôle des activités humaines.

Ces vents d’ouest relèvent d’un phénomène appelé oscillation de l’Antarctique. Ce mouvement décrit le déplacement nord-sud de la ceinture de vents d’ouest qui entoure l’Antarctique. Elle s’éloigne ou se rapproche du continent glacé selon qu’elle est dans une phase positive ou négative. L’oscillation naturelle dépend de la pression atmosphérique mais plusieurs études ont récemment montré que les activités humaines, qui ont conduit à la destruction de la couche d’ozone et aux émissions de CO2, avaient favorisé le déplacement de cette oscillation vers le sud.

Les aérosols émis massivement au 20è siècle ont détruit une part importante de la couche d’ozone au-dessus de l’Antarctique, exposant davantage la surface de la Terre aux rayons ultraviolets. La réduction de l’ozone stratosphérique s’est aussi accompagnée d’un refroidissement de la haute couche de l’atmosphère. Ce phénomène aurait renforcé la ceinture de vents d’ouest qui encercle le continent glacé, ce qui s’apparente à une phase positive de l’oscillation de l’Antarctique.

L’étude ne peut en revanche pas dégager de tendance claire pour ce qui est de l’évolution locale des températures et de la glace de mer. Les observations par satellite depuis 1979 ne sont pas encore suffisantes pour que le signal du changement climatique induit par l’homme soit clairement distingué de la variabilité naturelle, très importante dans la région. Et comme l’ont montré les chercheurs, les choses ont été compliquées par l’ozone stratosphérique.

Les tendances observées ne sont pas inhabituelles au regard des archives paléoclimatiques. Autre constat : les simulations des modèles climatiques ne parviennent pas à reproduire la tendance observée.

Les données instrumentales, satellitaires, paléoclimatiques et les modèles climatiques ont tout de même permis d’affiner la connaissance de l’évolution régionale du climat de l’Antarctique.

Antarctique (source : Landsat Image Mosaic of Antarctica team – NASA)

 Les chercheurs ont analysé séparément quatre régions.

1 La Péninsule antarctique. C’est la région qui a les archives instrumentales les plus anciennes (de 1903 à aujourd’hui). Les donnés instrumentales et paléoclimatiques montrent que le réchauffement de la péninsule antarctique depuis 1979 s’inscrit dans une tendance de plus long terme au réchauffement depuis une centaine d’années.

2 L’Antarctique de l’Ouest. Les données montrent un réchauffement depuis les années 1950, notamment en hiver et au printemps, en même temps qu’un déclin de la glace dans les mers d’Amundsen et Bellingshausen. La station Byrd affiche entre 1958 et 2010 l’un des rythmes de réchauffement les plus élevés de la planète avec environ +2,2°C. Cependant, les scientifiques constatent que la variabilité décennale est importante dans cette région en raison des fluctuations de la dépression d’Amundsen et de l’influence du Pacifique tropical. Les dernières décennies sont probablement les plus chaudes des 200 années passées mais il n’est prouvé que la tendance sorte de la viabilité naturelle mesurée via les archives paléoclimatiques.

3 Les régions côtières de l’Antarctique de l’Est. Avec une évolution régionale contrastée, aucune tendance significative ne se dégage et les fluctuations récentes ne sortent pas de la variabilité naturelle. Les observations satellites montrent une extension de la glace de mer depuis 1979.

4 Le plateau de l’Antarctique de l’Est. Là encore, il s’avère difficile de détecter une tendance significative.

Au final, l’Antarctique semble avoir connu une évolution régionale contrastée, dont les valeurs ne sortent pas de la variabilité naturelle.

On aimerait savoir ce qu’il serait advenu de l’Antarctique sans les pertes d’ozone. D’autant que d’autres phénomènes masquent peut-être aussi le réchauffement dans cette région isolée du globe. D’après les modèles climatiques, la glace de mer était censé décliner autour de l’Antarctique. Mais sur les dix dernières années, c’est plutôt l’inverse qui s’est produit. L’extension de la glace de mer a augmenté depuis les années 1970 autour du pôle sud et a même atteint des niveaux record en 2013 et 2014.

L’eau de surface de l’océan austral, moins salée, a pu favoriser l’extension de la glace de mer. L’eau de fonte libérée par les plateformes de glace (les extensions des glaciers qui reposent sur l’eau) est en effet plus douce que l’eau de mer et moins susceptible de plonger. Le réchauffement des eaux profondes de l’Océan Austral augmenterait la fonte par le dessous des plateformes de glace et favorisait le maintien d’une couche d’eau froide et peu salée en surface, plus susceptible de geler.

En conclusion, l’étude montre que les 40 années d’archives instrumentales sont insuffisantes pour évaluer l’impact de la contribution anthropique, sauf pour ce qui concerne l’oscillation de l’Antarctique. Les scientifiques estiment donc qu’il est nécessaire de combiner un maximum de variables climatiques pour comprendre les causes des variations.