Climat

L’hémisphère sud accusé de ralentir la circulation de l’Atlantique

La circulation de l’océan atlantique apporte la chaleur des Tropiques vers le nord et permet à l’Europe de jouir d’un climat plutôt clément. Un ralentissement a été observé ces dernières années, faisant craindre à l’avenir un changement climatique rapide. Une nouvelle étude confirme qu’il y a bien un ralentissement mais qu’il faut l’attribuer non pas à la fonte des glaces du Groenland mais aux modifications d’un courant de l’hémisphère sud.

Avec la circulation océanique méridionale de l’Atlantique (AMOC en anglais), les courants apportent normalement de l’eau chaude des Tropiques vers l’Atlantique Nord. En s’approchant de l’Arctique cette eau se refroidit et devient plus salée grâce à la formation de glace de mer. Or l’eau plus froide et salée est aussi plus dense, ce qui tend à la faire plonger, agissant comme un moteur pour la circulation océanique. Cette eau froide qui coule repart ensuite vers le sud. Lorsqu’elle est dynamique, cette circulation permet d’adoucir les températures de l’hémisphère nord.

Circulation thermohaline (source : GIEC)

Circulation thermohaline (source : GIEC)

La crainte est que cette belle mécanique ne soit enrayée par le réchauffement climatique : la fonte des glaces du Groenland apporterait une quantité croissante d’eau douce dans l’Atlantique Nord. Cela pourrait être une conséquence paradoxale du réchauffement global : un ralentissement de la circulation océanique avec cette eau moins salée qui ne plonge plus vers les profondeurs. Un affaiblissement de l’AMOC risquerait alors d’entraîner des hivers plus rigoureux en Europe mais aussi à l’est de l’Amérique du nord. Une circulation ralentie induirait  un réchauffement des eaux bordant le continent américain. Et ce réchauffement provoquerait à son tour des ondes atmosphériques refroidissant l’est de l’Amérique du Nord.

Dans le passé, d’importantes réorganisations de l’AMOC ont déjà eu lien en l’espace d’une décade, voire moins. Des modèles prévoient que cela pourrait cette fois se produire en quelques siècles. La fourchette est assez large, de 10 à 250 ans.

Dans une étude parue fin mars 2015 (Nature Climate Change), des chercheurs emmenés par Stefan Rahmstorf, du Potsdam Institute for Climate Research, estimaient que le réchauffement climatique dû aux émissions humaines de gaz à effet de serre avait déjà commencé à ralentir sérieusement la circulation océanique dans l’Atlantique Nord. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) avait bien prévu un affaiblissement d’ici la fin du 21è siècle, mais pas aussi rapide que dans l’étude de Rahmstorf.

Une nouvelle étude dirigée par Kathryn Kelly, océanographe à l’Université de Washington, remet en cause ce scénario basé sur la fonte des glaces arctiques. Publié dans la revue Geophysical Research Letters, l’article confirme le ralentissement de l’AMOC mais elle lui trouve une autre origine : des changements de l’autre côté de la planète, dans l’Hémisphère Sud.

Kathryn Kelly a examiné des données issues des satellites et des instruments en mer au large de Miami qui ont permis de suivre la circulation de l’Atlantique sur plus d’une décade. Il y a bel et bien eu un ralentissement depuis 2004.

Mais la cause ne serait pas la fonte des glaces du Groenland : la scientifique de l’Université de Washington affirme que le ralentissement observé sur 10 ans ne peut être lié à la salinité. Car malgré une fonte plus importante, les eaux de surface de l’Arctique sont plus salées et plus denses, car il y a aussi moins de précipitations. Cela signifie que le ralentissement ne peut être imputé à une mer plus douce.

Si donc l’Atlantique est plus salé et que la circulation ralentit, c’est qu’il doit y avoir une autre cause. Les auteurs de l’étude ont observé une connexion avec un courant proche de la pointe sud de l’Afrique du Sud, le Courant des Aiguilles. Il apporte de l’eau chaude de l’Océan Indien en direction de l’Atlantique. A la pointe de l’Afrique du Sud, il opère un retour vers l’est mais une partie du courant s’échappe vers l’Atlantique.

L’étude de Kathryn Kelly montre que les fuites du Courant des Aiguilles sont liées à la quantité de chaleur transportée vers le nord par la circulation océanique. Les deux mouvements sont donc connectés, même si l’étude ne permet pas de dire lequel des deux phénomènes tire l’autre. Mais Kathryn Kelly estime qu’il est plus probable que la cause du mouvement soit le Courant des Aiguilles. Le courant n’est peut-être pas conduit par les changements de salinité mais par les vents de l’Océan Austral.

Pourrait-on voir à l’avenir un refroidissement en Europe ? A plusieurs reprises, depuis la fin de la dernière déglaciation, il y a 20 000 ans, la circulation s’est ralentie dans l’Atlantique nord, ramenant le climat à des conditions glaciaires.

Aujourd’hui, le contexte est différent et un arrêt complet de la circulation n’est pas envisagé : il n’a selon le dernier rapport du GIEC que 10% de chances de se produire au cours du siècle prochain. Certaines études estiment que cela pourrait se produire plus tôt.

Ce ralentissement se déroulerait aujourd’hui dans un contexte de réchauffement climatique global dû aux gaz à effet de serre. Des simulations climatiques ont prédit une chute des températures de 4°C l’hiver dans le nord-ouest de l’Europe en cas d’arrêt de l’AMOC. Mais il y a bien sûr de grandes incertitudes concernant l’impact réel d’une circulation ralentie sur les températures dans l’Hémisphère nord.

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6 réponses »

  1. Très intéressant article! Ce serait donc une modification du régime des vents dans l’océan austral qui serait à l’origine du ralentissement observé de l’AMOC?

    Pour en revenir aux effets d’un ralentissement du gulf stream en Europe, je ne pense pas que la situation soit comparable à ce qu’il s’est produit lors de la dernière transition glaciaire/interglaciaire, même si un arrêt complet de la circulation survenait. À la fin de la période glaciaire, du fait de températures planétaires plus froides, ce courant devait circuler bien plus au sud qu’aujourd’hui; en effet, les conditions physico-chimiques favorables à la plongée des eaux denses, qu’on trouve aujourd’hui au sud du Spitzberg, devaient alors être réunies quelque part au large de la France et des îles britanniques. Autrement dit, alors qu’aujourd’hui de gigantesques quantités de calories sont relarguées au large de la Laponie, à l’époque l’effet du gulf stream était maximal sur l’Europe de l’ouest. Si donc les refroidissements temporaires furent intenses en Europe de l’ouest il y a des milliers d’années, il me paraît plus probable que de tels effets s’observeraient plus au nord, si le même phénomène venait à se reproduire aujourd’hui.

    Tout ceci n’étant que pure réflexion de ma part, mais j’avoue n’avoir pas trouvé la confirmation de mon hypothèse dans la littérature scientifique. Il faut dire que je n’ai pas fait de recherches sur ce point.

    • Merci. Effectivement, l’étude pointe les vents dans l’océan austral, sans pouvoir en apporter de preuve, comme l’auteur le reconnaît. Je ne pense pas que cela soit le dernier mot sur cette histoire car la période étudiée, une dizaine d’année, est trop courte et elle remet en cause l’analyse d’experts comme Stefan Rahmstorf, dont j’aimerais bien connaître l’avis sur le sujet. On peut quand même noter le blob froid au sud du Groenland qui pourrait servir d’argument à la théorie de la fonte arctique.
      Concernant votre deuxième question sur l’impact en Europe plus ou moins au nord, j’ai trouvé une étude (un peu vieille, 2002) qui aborde précisément ce sujet. (Voici le lien vers le PDF).
      En gros, les effets sur l’Europe de l’ouest seraient similaires, peut-être un petit peu plus froid au nord. Les plus grosses anomalies négatives seraient relevées dans l’Atlantique nord, au sud du Groenland.

      • Merci. C’est marrant, d’après cette étude, le refroidissement de l’hémisphère nord ne serait pas compensé par le réchauffement de l’hémisphère sud! C’est contre-intuitif. Peut être l’accumulation temporaire des glaces et des neiges que cela entrainerait dans le nord (d’où un albedo en baisse) permet-elle d’expliquer ce phénomène.

        • Oui j’ai noté ça aussi mais l’étude ne l’explique pas il me semble. Le nord est peut-être plus réactif en raison de la proportion plus importante de terres alors que le sud a une grande surface océanique. Peut-être y a-t-il davantage de chaleur absorbée par les océans au sud ?
          En conclusion, l’étude précise qu’avec les gaz à effet de serre, qui pourraient entraîner un +3,5°C, l’arrêt de l’AMOC contrebalancerait les GES dans l’Atlantique nord.

          • Ils expliquent que la très forte anomalie au sud du Groenland serait due à l’extention de la banquise, d’où l’isolement des basses couches atmosphériques par rapport à l’océan moins froid. D’ailleurs, et c’est certainement lié, le refroidissement de l’hémisphère nord serait plus important en hivers qu’en été. Je ne pense pas que les océans de l’hémisphère sud absorberaient davantage d’énergie, au contraire: un ralentissement des courants marins conduirait à une stratification des océans.

          • Effectivement, le nord est très réactif en raison notamment de la glace de mer mais aussi de la masse continentale qui peut beaucoup se refroidir en hiver alors que les régions océaniques ont davantage d’inertie.
            Concernant le moindre réchauffement du sud, l’étude de 2002 pointe l’ajustement plus lent des océans, avec un pic atteint après seulement 40 ans. Une partie de la chaleur quitte l’Atlantique sud pour rejoindre le courant circumpolaire Antarctique.

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