Climat

Comment la variabilité du Pacifique a été sous-estimée par les modèles

Le Pacifique a connu sur la période 1992-2011 un renforcement sans précédent des vents d’est. Ces alizés plus puissants ont permis de contenir l’élévation de la température globale durant une période popularisée sous le nom de « hiatus ». Des chercheurs ont découvert il y a quelques années  que le réchauffement de l’Océan Atlantique en était probablement la cause. Une nouvelle étude explique la difficulté des modèles à générer la configuration atlantique à l’origine du renforcement des alizés.

Les alizés du Pacifique ont connu un renforcement exceptionnel entre les années 1990 et la première décennie du XXIe siècle. La force de ces vents d’est qui soufflent dans les régions intertropicales a été deux fois supérieure à la normale lors de cette période.

L’accélération des alizés a permis d’enfouir davantage de chaleur dans l’ouest de l’océan Pacifique, faisant remonter des eaux plus froides à l’est. Ce renforcement des alizés aurait ainsi refroidi l’atmosphère de 0,1 à 0,2 degrés au niveau global.

wind stress england

Anomalies de température de l’air et des alizés du Pacifique sur 100 ans. Fig a : les anomalies de température sont indiquées en tant que moyenne annuelle par rapport à 1951-1980, avec des années individuelles montrées comme des barres grises et une moyenne sur cinq ans superposée en gras. Fig b : anomalies des alizés du Pacifiquesur la région 6◦ N-6◦S et 180◦-150◦ W, correspondant à l’endroit où l’IPO présente une régression maximale sur les vents de l’océan Pacifique. Credit: Nature Climate Change. « Recent intensification of wind-driven circulation in the Pacific and the ongoing warming hiatus »/Prof Matthew H England et al.

Un renforcement des alizés a donc l’effet inverse d’El Niño, dont on sait qu’il dope la température globale à l’échelle annuelle. Pour qu’un phénomène El Niño se développe, il faut que les alizés faiblissent, permettant le basculement des eaux chaudes de l’ouest du Pacifique vers l’est du bassin.

Après un phénomène El Niño majeur en 1998, les épisodes de type La Niña ont pris le dessus et on sait qu’ils ont tendance à atténuer la hausse des températures de l’air. Mais la chaleur ne disparaît pas, elle est stockée par les océans. Il s’agit donc seulement d’un répit puisque 93% du réchauffement dû aux émissions de gaz à effet de serre est absorbé par les mers du globe. Ce chiffre peut varier en fonction des interactions entre la mer et l’atmosphère, comme c’est le cas lors d’El Niño et La Niña.

Le renforcement des alizés a donc été associé au refroidissement de la surface de la mer de l’est du Pacifique et au ralentissement du réchauffement atmosphérique au début du XXIe siècle. Bien que certains modèles climatiques reproduisent le timing de ces tendances récemment observées, ils n’en reproduisent pas tous l’amplitude.

Les scénarios retenus jusqu’à présent prévoyaient même une atténuation des vents d’est en réponse au réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre.

Une nouvelle étude parue en 2018 dans la revue Nature Climate Change apporte de nouveaux éléments sur l’inaptitude des modèles à représenter la variabilité naturelle.

Plus précisément, la question est donc de savoir pourquoi les modèles peinent à reproduire le déchaînement des alizés. Un lien entre les bassins du Pacifique et de l’Atlantique a été identifié lors de précédentes études comme un facteur clé de ce renforcement des vents d’est. Le Pacifique était auparavant considéré comme le principal moteur de la variabilité climatique tropicale, dominant l’océan Atlantique et l’océan Indien. Mais en fait l’océan Atlantique jouerait un rôle beaucoup plus actif. Le couplage entre les océans est établi par une réorganisation massive de la circulation atmosphérique.

On peut voit ci-dessous la circulation de Walker dans des conditions neutres, avec une région de convection dans l’Atlantique et un mouvement descendant sur le Pacifique oriental, impliqué dans les vents d’est, les alizés.

Walker_Neutral_large (1)

Circulation de Walker en configuration neutre. Source : NOAA.

Des travaux antérieurs utilisant le Modèle Atmosphérique Communautaire version 4 (CAM4) ont identifié le rôle prédominant des températures de surface de la mer (SST) de l’Atlantique dans l’intensification des alizés du Pacifique tropical. Une série de simulations avec la tendance SST observée de 1992 à 2011 sur le bassin atlantique ont montré que les SST du Pacifique se refroidissent en réponse au forçage observé à distance dans l’Atlantique.

Le récent réchauffement atlantique génère une réponse trans-bassin sur la période 1992-2011, qui inclut un renforcement du stress du vent du Pacifique central. Les modèles atmosphériques, bien qu’ils reproduisent bien le spectre spatial des tendances récentes, sous-estiment considérablement l’ampleur des vents de surface.

Outre le réchauffement de l’Atlantique, il semble que la climatologie des modèles pose problème, d’après la nouvelle étude publiée dans Nature Climate Change. Les expériences menées grâce à des modèles climatiques montrent que la combinaison de la récente tendance au réchauffement de l’Atlantique et du biais typique des modèles climatiques CMIP5 (ceux utilisés dans le dernier rapport du GIEC) conduit à une réponse considérablement sous-estimée pour le vent du Pacifique et la température de surface.

La sous-estimation résulte en grande partie d’une réduction et d’un déplacement vers l’est de la réponse du réchauffement atmosphérique à la tendance du réchauffement tropical de l’Atlantique. On peut en déduire que les tendances récentes du Pacifique et la variabilité décennale des modèles pourraient être mieux saisies par des modèles configurés avec une climatologie plus réaliste.

Pour comprendre l’impact des biais du modèle, les auteurs de l’étude ont réalisé une nouvelle série de simulations. Le CMIP5 a été testé avec les conditions moyennes fixées pour l’Atlantique. Bien que l’intensification des alizés du Pacifique se poursuive, elle est en moyenne inférieure aux deux tiers de la tendance observée dans les simulations avec la climatologie observée réellement dans l’océan Atlantique. Une réponse sous-estimée similaire est trouvée pour les tendances de refroidissement SST dans le Pacifique Est / Centre dans cette simulation, en comparaison avec l’expérience avec la climatologie observée.

Afin de saisir la dynamique de l’impact de l’état de fond de l’Atlantique sur l’accélération des alizés du Pacifique, les scientifiques ont réalisé deux autres simulations. La réponse de vitesse atmosphérique verticale équatoriale dans ces tests avec la climatologie atlantique observée révèle que la tendance SST du bassin atlantique seule conduit à un mouvement ascendant et à une augmentation des précipitations sur la majeure partie de la région atlantique et une tendance descendante ailleurs. On a donc un air descendant de chaque côté de l’anomalie de chauffage (tendance de mouvement ascendant), qui relie directement les SST dans la région atlantique avec la circulation de Walker dans le Pacifique. L’ajout du biais CMIP5 à la région atlantique agit à la fois pour réduire d’environ un quart le mouvement ascendant dans la région atlantique et pour décaler les tendances du mouvement ascendant maximal vers l’est.

En conclusion, les tendances récentes du Pacifique et la variabilité décennale pourraient être mieux saisies par des modèles présentant des climatologies améliorées.

En tout cas, l’absorption de chaleur due aux vents d’est n’est pas permanente : lorsque la force des alizés revient à la normale, ce qui est inévitable, la chaleur s’accumule de nouveau rapidement dans l’atmosphère. S’il s’avère que les tendances tropicales de réchauffement de l’Atlantique sont forcées par le changement climatique, on pourra quand même se demander si les modèles sous-estiment les rétroactions négatives. De sorte qu’un réchauffement atlantique entraîne une réduction du réchauffement climatique, au moins sur les échelles décennales ? La question est laissée en suspens par les auteurs de l’étude.

Quoi qu’il en soit, la tendance de vents forts de la période 1992-2012 semble s’être inversée. Cet affaiblissement serait davantage lié à la hausse de température de l’océan Pacifique plutôt qu’à la baisse de celle de l’Atlantique. Le Pacifique tropical s’est réchauffé d’environ 1°C sur 2011-2016.

 

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Catégories :Climat, Océans

9 réponses »

  1. bref les modéles ne sont pas si fiables que ça. On va donc enfin retourner à la réalité scientifique : l’observation passée et présente pour en tirer des enseignements . Partant de ce principe et avec un petit effort de votre part , la corrélation entre climat et cycles solaire vous sautera aux yeux tout comme la faible incidence des GES sur le climat.

    • Anonyme,

      Je ne vois pas le rapport : Les modèles ont certes leurs limites basées sur les mécanismes connus, observables et « reproductibles », mais il n’y a rien ici qui puisse appuyer cet argument simpliste que c’est le soleil qui est responsable d’absolument tout. Il suffit de faire l’effort de lire correctement l’article : « Mais la chaleur ne disparaît pas, elle est stockée par les océans. Il s’agit donc seulement d’un répit puisque 93% du réchauffement dû aux émissions de gaz à effet de serre est absorbé par les mers du globe. « . Il s’agit donc plus de la redistribution de cette chaleur mers-airs et de la réponse inter-bassins océaniques que d’un forçage du système par une activité quelconque de notre étoile.

      • Un répit, chaleur stockée, etc… Conneries que tout ça !
        Juste pour continuer à faire peur et continuer soit à délirer pour certains, soit à profiter de la « manne » écolo pour les autres.
        Ça fait 30 ans qu’aucune prédiction alarmiste ne s’est JAMAIS réalisée. Les escrocs en sont à essayer de faire feu de tout bois, avec une sécheresse par ci, une inondation par là, ou encore un cyclone mal placé, etc…
        Le climat est variable, l’a toujours été. On subit le contre-coup du petit âge de glace qui s’est terminé en 1700, il a déjà fait aussi chaud au moyen âge, et encore plus du temps de Romains (je vous fais grâces des autres optimums).
        Aujourd’hui on en est à surtaxer les déplacements, à vouloir détruire le nucléaire, pour les remplacer par des charrettes électriques encore pires et des moulins à vent incapables qui vont nous pourrir la vie
        Le discours de la peur et des futures catastrophes qui n’arriveront pas, je l’emmerde !!! Et je ne suis pas le seul.

        • Ninja,

          Le climat a toujours été variable, certes. Mais l’économie planifiée capitaliste en matière de production agricole ne peut pas se permettre d’être nu face à d’énormes aléas avec une population en croissance forte, des terres en quantités limitées et toute sortes d’intrants dont les effets sont au mieux limités dans le temps au pire délétères mais dont la provenance n’est pas nécessairement liée au terroir. C’est que les temps ont changé depuis ces optimums, votre régime alimentaire et votre santé doit bien l’en remercier. Que tout cela vous emmerde, pourquoi pas, vous avez d’autres sites pour y déverser vos sentiments les plus nobles, mais la question est d’importance capitale pour d’autres gestionnaires dont vous voulez ignorer tout hormis le sempiternel « tous pourris ».

          • Ce qui m’emmerde, c’est l’idéologie pure, les pseudo-experts auto-proclamés qui affirment voir comment va tourner le monde dans 10,50, 100 ans et qui d’ores et déjà prennent des mesures de restriction de liberté, de taxations en tous genre pour nous faire croire qu’ils vont modifier l’histoire et même carrément le climat.
            Que restera-t-il dans 20 ou 30 ans de vos considérations malthusianistes sur le fait que la Terre ne pourra pas nourrir toit le monde, etc… ? Ça fait des décennies qu’on nous sert ce discours.
            Il y a plus de 10 ans on nous disait : »on a 10 ans pour réagir, sinon ce sera l’emballement ». Résultat => AUCUN emballement.
            Jouzel nous a dit il y a 6 mois, qu’on a jusqu’à 2020 pour inverser la tendance, sinon ce sera foutu. Le gars a la prétention de croire TOUT savoir à l’avance alors qu’un jour il nous dit que les inondations sont due au réchauffement et le lendemain il dit qu’il ne sait plus.
            Bien sûr, on a le droit d’avoir des idées à la con, et dire n’importe quoi qui ne sera jamais vérifié, mais ce qui fait mal, c’est que nos politiques se servent de ça pour nous gouverner.
            Le sempiternel « tous pourris » est finalement moins nuisible que le sempiternel « on va vers la catastrophe si on continue comme ça ».

            • Il s’agit de projections, et ça ce n’est pas votre boulot de travailler avec ces matériaux. Ces personnes sont bien plus qualifées que vous ne le pensez et vos vociférations ne changeront rien tant que vous continuerez à participer au jeu démocratique où vous délègerez votre « pouvoir » et que vous resterez paisiblement chez vous le reste du temps. Maintenant, si vous persistez ici et que vous pensez avoir une oreille attentive à cela, vous perdez du temps. Vous avez largement le loisir de profiter encore un peu de bon temps avant que vous ne commencerez à voir les changements; vous serez 6 pieds sous terre avant de vous en rendre compte, une vie d’être humain n’est pas suffisante pour apprécier cela.

  2. Tout cela me fait penser qu’un ralentissement de la dérive nord-Atlantique pourrait bien avoir des conséquences plus étendues qu’on ne le pense généralement. Si la circulation thermohaline ralenti, seuls les courants atmosphériques continueront à mouvoir les masses d’eau en surface; par conséquent, les courants océaniques dans l’Atlantique devraient aussi ralentir, provoquant un refroidissement de l’Atlantique nord et un réchauffement de l’Atlantique tropical. Du coup, le couplage avec le Pacifique tropical pourrait se renforcer…

    Ce phénomène pourrait ainsi constituer une rétroaction négative provisoire que je ne soupçonnais pas, le temps que la dérive nord-atlantique se réorganise ou que le Pacifique est se réchauffe à son tour. Une autre crainte que j’ai, c’est qu’une telle configuration océanique et atmosphérique ne soit fortement favorable à la multiplication du nombre et/ou de la violence des ouragans dans l’Atlantique. En effet, outre le réchauffement de l’Atlantique tropical, des conditions atmosphériques associées à la niña sont plus favorables au développement de tempêtes que lors des el niño.

  3. NINJA : « et qui d’ores et déjà prennent des mesures de restriction de liberté, de taxations en tous genre pour nous faire croire qu’ils vont modifier l’histoire et même carrément le climat » :
    Le problème viendra en premier d’un manque de pétrole ( certitude) et éventuellement ( mais plus tard ) d’un (incertitude) réchauffement climatique. Donc autant s’y préparer . Le meilleur moyen pour ça est de taxer dés à présent pour nous obliger à nous adapter individuellement et collectivement. Et si tout se passe bien , on aura en prime lutté contre les pollutions , ce qui n’est pas un mal , loin de la.
    Voila ce que fait le gouvernement.
    L’excuse étant le climat, la réalité étant les tensions autour du pétrole.

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