Le courant atlantique majeur qui réchauffe l’Europe du Nord pourrait connaître de nouvelles variations et de nouveaux points de basculement

L’Europe du Nord est un pays relativement chaud compte tenu de sa position géographique. Par exemple, bien qu’elle soit située au nord de la plupart des grandes villes canadiennes, Londres est plus chaude que toutes les autres villes (même Vancouver en Colombie-Britannique). Mais cette chaleur pourrait disparaître d’ici la fin du siècle en raison du réchauffement climatique.

En effet, un courant océanique majeur, le courant méridional de l’Atlantique (AMOC), qui s’étend du golfe du Mexique jusqu’à Svalbard, en Norvège, pourrait cesser de circuler. Aujourd’hui, il transporte d’énormes quantités d’eau chaude vers l’Atlantique Nord, où elle se refroidit, coule et change brusquement de direction, se déplaçant au large de la côte est du Groenland, puis à travers le milieu de l’Atlantique (et sous l’AMOC en direction du nord-est) et jusqu’à l’océan Atlantique Sud. La chaleur qu’il libère au cours de ce processus permet de maintenir les ports d’Europe du Nord libres de glace.

Sous l’effet du réchauffement climatique, l’eau salée du nord-est de l’AMOC se mélange à l’eau douce froide provenant de la fonte de l’Arctique et à l’augmentation des précipitations caractéristiques du réchauffement climatique. Cette eau douce réduit la densité et la salinité du courant, ce qui réduit son refroidissement et son enfoncement dans l’Atlantique Nord, et donc son écoulement vers le sud.

En 1995, les modélisateurs du climat ont projeté que la circulation de l’AMOC s’arrêterait d’ici 2200. Les observations sont disponibles depuis 2004 et, en effet, certaines parties de l’AMOC semblent ralentir.

Mais jusqu’à présent, les modèles climatiques n’ont pas été en mesure d’observer de près l’AMOC, y compris ses nombreux courants, gyres et apports.

Désormais, grâce à un modèle climatique qui examine plus en détail l’AMOC, les scientifiques ont une meilleure vision de son avenir, en trouvant des détails que les modèles précédents avaient manqué. Dans ce nouveau modèle plus résolu, l’AMOC s’effondre brusquement dans certaines régions et augmente de manière inattendue dans d’autres. Les résultats sont publiés dans la revue Lettres d’examen physique.

« Notre étude de modèle à haute résolution révèle un tournant surprenant : la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique (AMOC) pourrait se renforcer dans l’Atlantique subarctique en raison du réchauffement », a déclaré Gerrit Lohmann, co-auteur de l’étude de l’Institut Alfred Wegener du Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine de l’Université de Brême en Allemagne, « défiant la croyance répandue selon laquelle ce système de courant vital s’affaiblit uniformément. »

Les grands modèles climatiques mondiaux utilisés pour les projections du changement climatique divisent généralement les terres et les océans en zones de 100 kilomètres sur 100 kilomètres, pour s’adapter au temps et à la disponibilité des calculs. En tant que modèles « basse résolution », ils peuvent passer à côté de caractéristiques physiques plus petites, telles que les tourbillons et les gyres dans l’océan.

Lohmann et ses collaborateurs ont utilisé un modèle climatique à haute résolution récemment développé, appelé Community Earth System Model, qui a réduit les tailles de grille précédentes de 1° de latitude et de longitude de chaque côté à 0,1°, soit environ 17 kilomètres.

Ils ont supposé que le niveau de dioxyde de carbone dans l’atmosphère augmenterait à un rythme élevé — le scénario RCP 8.5 du GIEC, avec une augmentation rapide du dioxyde de carbone au cours du siècle jusqu’à un niveau d’environ 1 250 parties par million (ppm) en 2100.

Les modèles à haute et basse résolution ont montré un ralentissement général de l’AMOC, d’environ 8 millions de mètres cubes d’eau par seconde de 2000 à 2100, avec une forte baisse vers 2020. (En comparaison, le débit total de l’AMOC est estimé à 15 à 20 millions de mètres cubes d’eau par seconde, transportant environ 1,3 million de milliards de joules d’énergie par seconde.) Mais à une échelle plus petite et plus régionale, certaines parties de l’AMOC se sont effondrées brusquement, et dans d’autres parties se sont même renforcées au fil du temps.

« Les modèles climatiques avancés révèlent désormais que, dans des conditions extrêmes d’émissions de gaz à effet de serre (RCP 8,5), l’AMOC pourrait connaître une forte baisse dans certaines zones, tout en augmentant paradoxalement dans l’Arctique », a déclaré Lohmann. « Ce renforcement régional inattendu se produit malgré une tendance générale à l’affaiblissement de l’activité de l’AMOC. »

Outre les variations régionales et les tourbillons océaniques, le modèle à haute résolution a montré des points de basculement qui étaient inconnus des études à faible résolution.

Un point de basculement se produit lorsqu’un système passe soudainement d’un état à un autre. Il s’agit d’un seuil à partir duquel un petit changement supplémentaire provoque une transition soudaine du système vers un nouvel état. Par exemple, vous pouvez manger et manger tout en portant un pantalon, mais à un moment donné, le bas de votre pantalon va soudainement se déchirer et il restera à jamais dans un état différent. C’est un point de bascule pour les pantalons.

Les sous-systèmes du système climatique ont des points de basculement. Par exemple, des études sur le passé de la calotte glaciaire du Groenland ont estimé qu’elle connaîtrait un point de basculement lorsque la Terre se sera réchauffée d’environ 2,5 °C par rapport au niveau préindustriel. Lorsque ce point de basculement sera atteint, la fonte de l’ensemble de la calotte glaciaire pourrait être inévitable.

Les scientifiques ont découvert qu’à plus petite échelle, certaines parties de l’AMOC présentent des points de basculement qui n’apparaissent pas dans les modèles précédents de l’AMOC général.

« Les résultats soulignent le besoin urgent d’intégrer la dynamique régionale dans les prévisions de l’AMOC, car ces changements localisés pourraient avoir des impacts profonds sur le climat et les écosystèmes marins », a déclaré Lohmann.

« Alors que nous sommes confrontés à un avenir climatique incertain, ces informations soulignent l’importance cruciale de faire progresser les modèles climatiques pour anticiper et répondre aux changements dramatiques dans les systèmes de notre planète. » De plus, la rétroaction entre l’AMOC global et l’AMOC à petite échelle « pourrait changer à l’avenir », a-t-il déclaré.

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