Une nouvelle étude fait le point sur la fonte de la banquise arctique. Depuis 2016, chaque mois est marqué par des niveaux d’extension de la glace de mer nettement inférieurs à la moyenne, y-compris en hiver. Jamais il n’y avait eu autant de mois consécutifs avec de telles anomalies négatives.

Depuis le début des mesures par satellite, en 1978, une réduction de près de 14% par décennie de l’extension de la glace de mer est observée en été. La perte de glace décennale pendant les mois d’hiver est moins importante. Mais elle accélère : elle est passée de −2,4% par décennie sur 1979-1999 à −3,4% par décennie depuis 2000.

Le record de la plus faible extension remonte à septembre 2012. Il s’agit d’un record absolu mais on peut aussi observer les mois pris individuellement. Et depuis 2016, la série est assez impressionnante. Une étude publiée par Julienne Stroeve (NSIDC) et Dirk Notz (Institut Max Planck) dans la revue Environmental Research Letters fait un point très complet de l’état de la banquise.

En janvier, les deux anomalies les plus importantes pout l’extension de la glace de mer ont été relevées en 2017 et en 2018.  Février ? 2017 et 2018 ont également connu les plus faibles extensions. Mars ? Encore 2017 et 2018. Avril ? 2016 et 2018. Pour les mois de mai, juin, novembre et décembre ? Le record a été battu en 2016.

Logiquement, l’extension de la glace de mer arctique affiche une forte tendance à la baisse. Si le minimum absolu atteint en septembre 2012 n’est pas battu, la moyenne annuelle affiche des niveaux records depuis 2016.

Extension (en millions de km2) de la glace de mer arctique en moyenne annuelle de 1979 à 2017. Source : Global-Climat d’après NSIDC.

L’extension de la glace de mer en mai et en novembre 2016 a été près de quatre écarts types inférieure à la moyenne, ce qui signifie un phénomène très inhabituel. C’était la première fois qu’un tel écart-type était mesuré. L’écart-type est un outil statistique qui donne une idée de la répartition des données autour de la moyenne.

Plus étonnant encore, entre janvier 2016 et juillet 2018, tous les mois ont été marqués par 2 écarts types au-dessous de la moyenne (à l’exception de mai et septembre 2017 et de juillet 2018). Un phénomène inédit depuis l’enregistrement des données par satellite en 1978.

On peut voir ci-dessous qu’à mesure que l’on s’approche de 2018, les anomalies mensuelles tendent à être de plus en plus marquées.

Anomalies pour l’étendue mensuelle de la banquise de novembre 1978 à juillet 2018. Les couleurs indiquent de combien d’écart-type l’étendue de la glace de mer au cours d’un mois donné était supérieure ou inférieure à l’étendue moyenne de la période de référence 1981-2010. Source : Stroeve et Notz/IOP.

La plupart des études sur les changements de la couverture de glace de mer dans l’Arctique ont principalement porté sur les changements en été. Cependant, on voit que les changements se manifestent maintenant fortement les autres mois également.

Par rapport à la couverture moyenne de glace de mer au cours de la première décennie de l’enregistrement satellite (1979-1989), la mer des Tchouktches, la mer de Kara et la baie d’Hudson ont perdu entre 90% et 100% de leur glace de mer en septembre. Les mers de Laptev et de Sibérie orientale ont perdu entre 80% et 90%.

En hiver, l’océan Arctique reste recouvert de glace et les changements sont plus limités. La mer de Barents et la mer d’Okhotsk affichent les plus fortes réductions, chacune contribuant à 27% à la tendance en mars, devant la mer du Groenland est (23%) et la baie de Baffin / St. Lawrence (22%).

Les phénomènes qui affectent l’Arctique sont bien connus. Normalement, la glace de mer reflète le rayonnement solaire qui atteint la surface, refroidissant les régions polaires. Mais à mesure que la glace de mer fond, l’albédo de surface est abaissé, ce qui augmente la quantité d’énergie solaire absorbée par la surface de la glace et augmente encore la fonte.

Lorsque la glace fond complètement, le rayonnement solaire est absorbé par la surface de l’océan, plus sombre, générant une rétroaction positive qui amplifie les températures de l’air en automne et en hiver quand l’océan relargue la chaleur emmagasinée. Ce processus est l’une des raisons pour lesquelles les régions polaires réagissent beaucoup plus fortement à la hausse de la température mondiale que la plupart des autres régions de notre planète.

D’autres changements majeurs sont observés en Arctique et permettent de prendre la mesure de qui se passe actuellement dans le grand nord. La durée de la saison de fonte a considérablement augmenté. Elle commence de plus en plus tôt, au rythme de trois jours par décennie et se termine de plus en plus tard à la cadence six jours par décennie. Au cours des 40 années de l’enregistrement par satellite, cela correspond à un début de fonte avancé de 12 jours et à un gel retardé de 28 jours.

Un autre point particulièrement important et qui retient moins l’attention, à tort : l’âge de la glace. L’océan Arctique est de plus en plus constitué de glace de première année, ce qui contraste fortement avec l’état de la banquise au début des enregistrements par satellite.

La réduction de l’âge de la glace de mer entraîne en grande partie les changements d’épaisseur de la glace de mer observés. En contraste frappant avec les conditions de 1984, il n’y a pratiquement plus de glace pérenne dans les mers Tchouktches et de Sibérie orientale et la mer de Beaufort est constituée principalement de glace de première année et de deuxième année.

En avril 2018, la quantité de glace âgée de 5 ans ou plus a atteint 1,9% dans l’ensemble. À titre de comparaison, en 1984, environ 28% du bassin arctique était constitué de glace âgée de 5 ans ou plus. La perte de cette glace la plus ancienne est sans doute le changement le plus frappant de la couverture de glace de mer dans l’océan Arctique, estiment Julienne Stroeve et Dirk Notz.

Âge de la glace de mer au cours de la semaine 16 (dernière semaine d’avril) en 1984 (a) et 2018 (b) (adapté du NSIDC) et séries chronologiques exprimées en pourcentage de l’extension totale des différentes classes d’âge (c) en moyenne sur le domaine de l’océan Arctique (encart). Les données pour 2018 sont des données préliminaires fournies par M Tschudi (Université du Colorado). Source : Stroeve et Notz/IOP.

La réduction de la proportion de glace pérenne épaisse se reflète dans les réductions globales de l’épaisseur de glace. Les résultats de PIOMAS indiquent que l’épaisseur moyenne de la glace de l’océan Arctique a diminué de 28 cm/décennie, soit 40% depuis 1979.

Une des conséquences du rétrécissement de la glace est qu’elle est de plus en plus vulnérable aux coups de chaud. La fréquence des pertes rapides de glace de mer a considérablement augmenté depuis 2005. En 2012, le grand cyclone du mois d’août a entraîné une perte de glace de 900 000 km2 sur une période de 7 jours seulement. La plus grande quantité de glace perdue au cours d’une période d’une semaine a eu lieu en juillet 2007, avec une perte totale de glace de près de 1,2 million de km2.

L’amincissement de la couverture de glace et le réchauffement général de l’Arctique ont accru la probabilité de pertes de glace rapides durant l’été ces dernières années. Par ailleurs, les grandes étendues d’eau libre ont augmenté de la même manière la probabilité d’événements de croissance rapide de la glace en automne.

Notz et Stroeve avaient montré en 2016 que la perte de glace de mer dans l’Arctique était directement liée aux émissions anthropiques de CO2, tant dans les observations que dans toutes les simulations du modèle CMIP5.

A long terme, la glace de mer arctique de septembre diminue de 3,3 à 4 millions de km2 pour chaque degré de réchauffement planétaire annuel. En mars, on observe environ 1,6 million de km2  de perte de glace de mer par degré de réchauffement planétaire annuel moyen.

Il y a donc une relation linéaire tout au long de l’année entre la couverture de glace de l’Arctique et les émissions anthropiques de CO2. Il est probable qu’une fraction substantielle de la perte rapide observée au début du 21ème siècle soit due à la variabilité interne. Mais en extrapolant les relations linéaires dans le futur, Stroeve et Notz estiment que l’océan Arctique perdra complètement sa couverture de glace en août et en septembre avec environ 800 ± 300 Gt d’émissions anthropiques de CO2. Avec 1400 ± 300 Gt supplémentaires d’émissions anthropiques de CO2, l’Arctique serait libre de glace à partir de juillet et jusqu’en octobre.

Le rythme actuel d’émissions est d’environ 40 GtC02. Si on considère qu’il faudrait 800 GtCO2 supplémentaires pour faire fondre complètement la glace en août et en septembre, cela voudrait dire que l’océan serait libre de glace en été dans 25 ans, soit vers 2043. 800 GtC02, c’est un tout petit peu plus que le budget restant actuel pour avoir 50% de chances sous les 2°C.

La fonte de l’Arctique n’est pas un phénomène isolé qui ne concernerait qu’une région reculée de la planète. Ce réchauffement amplifié est suspecté d’influencer les conditions météorologiques à grande échelle, la circulation océanique et la fonte des glaciers périphériques avec donc un impact sur l’élévation du niveau de la mer.

Il a également été démontré que le réchauffement amplifié par la perte de glace de mer affectait les températures du pergélisol des hautes latitudes, où des stocks de carbone attendent d’être libérés.