Une nouvelle étude annonce des événements El Niño extrêmes de plus en plus fréquents. Même en cas de stabilisation du réchauffement global à 1,5°C au-dessus du niveau préindustriel, la tendance à la hausse se poursuivrait jusqu’en 2150.
Le risque d’événements El Niño extrêmes pourrait passer de cinq à dix par siècle d’ici 2050, avec un réchauffement climatique global de 1,5°C. Dans la seconde moitié du XXI siècle, le risque continuerait à augmenter pour atteindre environ 14 événements extrêmes par siècle d’ici 2150. Le risque ne se stabiliserait donc pas, même si le réchauffement climatique plafonnait. Avec 2°C de réchauffement, l’augmentation serait plus importante de 24%.
C’est ce qu’annonce une nouvelle étude publiée dans Nature Climate Change sous la direction de Guojian Wang. Parmi ses coauteurs figurent Wenju Cai (membre du CSIRO, spécialiste de l’évolution d’El Niño, auteur de plusieurs articles sur le sujet et contributeur des rapports du GIEC) ou encore Michael James McPhaden (de la NOAA, plusieurs fois distingué pour ses recherches sur l’océan, notamment le Pacifique).
L’accord de Paris vise à limiter la hausse de la température moyenne globale à 2°C au-dessus des niveaux préindustriels, voire 1,5°C si possible. En analysant les modèles climatiques CMIP5, les auteurs de l’article montrent que la fréquence des El Niño extrêmes augmentera avec un réchauffement, même modéré, et que cette fréquence croissante se poursuivra jusqu’à un siècle après stabilisation de la température globale. Le réchauffement plus rapide du Pacifique équatorial oriental par rapport à la région hors-équatoriale implique un risque plus élevé d’El Niño extrême. D’autre part, alors que des recherches antérieures ont suggéré que les événements La Niña majeurs pouvaient doubler en fréquence avec un réchauffement de 4,5°C, les résultats de la nouvelle étude indiquent peu ou pas de changement avec un réchauffement de 1,5°C ou de 2°C.
Les mécanismes en cause
Au cours des événements El Niño extrêmes, la convection atmosphérique se déplace vers l’est dans le Pacifique équatorial. L’effondrement du gradient de température de surface de la mer permet à la zone de convergence intertropicale (ITCZ) de migrer vers le sud jusqu’à la région Niño3. Le gradient de température méridional est défini comme la différence entre le nord de l’Equateur nord (8°N, la position normale de l’ITCZ) et le Pacifique équatorial. Lors d’un El Niño majeur, la convection, qui suit les SST les plus élevées, s’étend vers l’est et l’ITCZ se déplace vers l’Equateur, ce qui entraîne une convection atmosphérique et des précipitations extraordinaires dans le Pacifique équatorial oriental, habituellement sec. Les vents d’est sont remplacés par des vents d’ouest, qui suppriment l’upwelling oriental, renforçant les SST exceptionnellement élevés dans cette région.
Un extrême La Niña présente au contraire un réchauffement concentré et une convection atmosphérique dans la région du continent maritime (aux abords de l’Indonésie), mais un refroidissement et une convection réduite dans le Pacifique équatorial central. Dans le cas de La Niña, le refroidissement est soutenu par des vents d’est plus forts entraînés par un gradient zonal (ouest-est) plus important (Continent maritime moins Pacifique central), induisant l’apparition d’une eau de subsurface fraîche dans le Pacifique équatorial central. Dans le scénario « business as usual » RCP8.5, où la température globale augmente d’environ 4,5°C d’ici 2100, on aurait à la fois des El Niño et La Niña extrêmes plus fréquents.
Mais ce qui intéresse les scientifiques dans la présente étude, c’est ce qui adviendra avec 1,5 à 2°C de réchauffement. La fréquence des El Niño extrêmes, avec 1,5°C de réchauffement global, doublera par rapport à la période préindustrielle (ici définie comme 1869–1899) et continuera d’augmenter longtemps après la stabilisation des températures. Cela ne sera cependant pas le cas pour La Niña, car le gradient zonal ne sera pas encore suffisant.
Dans la phase 5 de modélisation climatique (CMIP5), le scénario d’émissions RCP2.6, qui prévoit une stabilisation du CO2 à 450 ppm vers 2040 et une diminution par la suite, est la seule voie disponible pour limiter le réchauffement à environ 1,5°C au-dessus du niveau préindustriel. Les auteurs de l’étude ont fait tourner 13 modèles sur ce scénario RCP2.6, en sélectionnant ceux capables de générer des événements extrêmes El Niño et La Niña. L’analyse se concentre sur les mois de décembre janvier et février, au cours desquels les oscillations jouent à plein dans le Pacifique. Le scénario RCP4.5 a été retenu pour explorer les conséquences d’un réchauffement global de 2°C.
Comme on l’a dit, l’augmentation des El Niño extrêmes s’explique par l’affaiblissement du gradient méridional (nord-sud). Or un affaiblissement continu est associé à un couplage thermocline-SST plus fort dans le Pacifique équatorial que dans le Pacifique oriental hors-équatorial. Au cours de l’augmentation du CO2 (avant 2050), les vents d’est s’affaiblissent le long de l’Equateur, d’après les modèles. Bien que l’affaiblissement des vents venus de l’est (ou la tendance des coups de vent d’ouest) aboutisse à une thermocline moins profonde, qui à elle seule conduirait à un refroidissement, le forçage radiatif associé à l’augmentation du CO2 domine.
Une fois que le CO2 se stabilise au cours de la période postérieure à 2050, plusieurs processus s’ensuivent : le forçage radiatif diminue mais les vents d’est se renforcent. La thermocline s’approfondit, induisant avec le couplage des SST un réchauffement de la surface plus important dans le Pacifique équatorial oriental qu’au nord de l’Equateur. Ce qui réduit encore le gradient méridional et permet une augmentation supplémentaire de la fréquence des El Niño extrêmes.
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