Les événements de réchauffement de l'hiver arctique - les jours d'hiver où les températures culminent au-dessus de moins 10 degrés Celsius - font partie du climat arctique au-dessus de l'océan Arctique recouvert de glace, mais de nouvelles recherches révèlent qu'elles deviennent plus fréquentes et durent plus longtemps qu'il y a trois décennies.

Une nouvelle étude analysant les températures hivernales de l'air au-dessus de l'océan Arctique de 1893 à 2017 montre que depuis 1980, six autres événements de réchauffement hivernal arctique se produisent chaque hiver au pôle Nord et ces événements durent environ 12 heures de plus, en moyenne. En décembre 2015, les scientifiques ont enregistré une température de 2,2 degrés Celsius (36 degrés Fahrenheit) dans le centre de l'Arctique, la température la plus chaude jamais enregistrée dans cette région de décembre à mars.

Des événements de réchauffement hivernal ont été observés lors d'excursions scientifiques dans l'Arctique dès l'expédition Fram en 1896, lorsque des explorateurs norvégiens ont gelé leur navire dans la glace pour tenter d'atteindre le pôle Nord. Mais la prévalence et la durée de ces événements ont battu des records ces dernières années, selon les auteurs de la nouvelle étude en Lettres de recherche géophysique , un journal de l'American Geophysical Union.

Les nouvelles découvertes s'appuient sur d'autres preuves du réchauffement de l'Arctique. La température moyenne de l'air en surface pour l'année se terminant en septembre 2016 était la plus élevée depuis 1900, et de nouveaux records mensuels ont été enregistrés pour janvier, Février, Octobre et novembre 2016. Etendue minimale de la banquise à la fin de l'été 2016 à égalité avec 2007 pour la deuxième plus basse du record satellite, qui a débuté en 1979, selon la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Parce que l'automne et l'hiver sont le moment où la glace de mer arctique se développe et s'épaissit, des températures de l'air plus chaudes en hiver peuvent entraver davantage la croissance et l'expansion de la glace, accélérer les effets du réchauffement climatique dans l'Arctique, selon les auteurs de l'étude.

"Ces événements (de réchauffement hivernal) ne sont pas inhabituels, mais ils se produisent plus fréquemment et avec des durées plus longues, " dit Robert Graham, climatologue à l'Institut polaire norvégien de Tromsø, Norvège, et auteur principal de la nouvelle étude.

L'étude attribue l'augmentation des événements de réchauffement à une augmentation des tempêtes majeures dans l'Arctique. Au cours des dernières années de l'étude, chaque événement de réchauffement était associé à une tempête majeure entrant dans la région. Pendant ces tempêtes, les vents forts du sud soufflent chaud, l'air humide de l'Atlantique vers l'Arctique, dit Graham.

« Les événements de réchauffement et les tempêtes sont en effet une seule et même chose, " dit-il. " Plus nous avons d'orages, les événements les plus chauds, plus il y a de jours avec des températures supérieures à moins 10 degrés Celsius plutôt qu'inférieures à moins 30 degrés Celsius, et plus la température hivernale moyenne est élevée."

La nouvelle étude ne traite pas de la cause de l'augmentation des tempêtes majeures dans l'Arctique, mais des recherches récentes montrent que la réduction de la couverture de glace et les changements climatiques dus au changement climatique peuvent augmenter la fréquence et l'impact des tempêtes, dit Graham.

La variabilité naturelle peut entraîner des tendances régionales du réchauffement de l'Arctique, mais la nouvelle étude suggère que le changement climatique d'origine humaine pourrait être à l'origine de l'augmentation des températures chaudes, selon Julienne Stroeve, Professeur d'observation polaire et de modélisation à l'University College de Londres, qui était rédacteur en chef du nouveau journal.

Mesurer les températures arctiques

Après que la tempête hivernale au Royaume-Uni, Frank, ait fait atteindre au pôle Nord des températures record fin décembre 2015 - dépassant le point de congélation pendant plusieurs heures - Graham et ses collègues ont réalisé qu'ils avaient observé des événements similaires l'hiver précédent lors de la campagne de terrain N-ICE2015. Lors de N-ICE2015, des scientifiques à bord d'un navire de recherche norvégien ont gelé leur bateau dans la banquise arctique et ont recueilli des données de janvier à juin 2015. Graham s'est demandé à quel point il était courant d'observer ces températures chaudes dans l'Arctique pendant l'hiver.

"En particulier, nous voulions remonter le plus loin possible dans le temps, et de préférence en utilisant des données de terrain plutôt que des modèles climatiques, " dit Graham.

Graham et ses collègues ont recueilli des données de campagnes de terrain, stations météorologiques dérivantes et bouées à travers l'océan Arctique de 1893 à 2017 et analysé le dossier ERA-Interim, une réanalyse atmosphérique globale fournie par le Centre européen de prévisions météorologiques à moyen terme (ECMWF), de 1979 à 2016.

Les chercheurs ont découvert que les événements de réchauffement de l'hiver arctique ont été documentés dès 1896, mais ces événements sont devenus plus nombreux et ont atteint des températures de pointe plus élevées au cours des dernières décennies. Depuis 1980, le nombre d'événements de réchauffement hivernal au pôle Nord a plus que doublé chaque année, de moins de cinq événements à plus de 10 événements, en moyenne, et la durée moyenne de chaque événement est passée de moins de deux jours à près de deux jours et demi. La durée totale des épisodes de réchauffement hivernal est passée d'environ 7 jours par an à 21 jours par an, en moyenne, selon Graham.

La partie atlantique du pôle Nord connaît désormais 10 événements de réchauffement chaque hiver, en moyenne, tandis que le Pacifique Centre-Arctique compte cinq événements de ce type, en moyenne, selon l'étude. Plus de tempêtes arrivent dans l'Arctique depuis l'océan Atlantique pendant l'hiver, ce qui entraîne davantage d'événements de réchauffement du côté atlantique du pôle Nord.

Deux des auteurs de l'étude, Alek Petty et Linette Boisvert du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, précédemment étudié une telle tempête qui a eu lieu dans l'Arctique au cours de l'hiver 2015-2016.

"Ce cyclone en particulier, qui a duré plusieurs jours et fait monter les températures dans la région proche du point de fusion, a entravé la croissance de la glace de mer tandis que les vents forts associés ont repoussé le bord de la glace de mer, conduisant à une banquise printanière record en 2016, " ont déclaré Petty et Boisvert. " Cette nouvelle étude fournit le contexte à long terme qui nous manquait, à l'aide d'observations directes remontant à la fin du XIXe siècle. Il montre que ces événements chauds se sont produits dans le passé, mais ils n'étaient peut-être pas aussi durables ou fréquents que nous le voyons maintenant. Cette, combiné à la banquise affaiblie, signifie que les tempêtes hivernales dans l'Arctique ont un impact plus important sur le système climatique de l'Arctique. »

L'augmentation récente de la fréquence et de la durée des événements de réchauffement hivernal dans l'Arctique pourrait affecter négativement la couverture et le développement de la glace de mer, selon les auteurs de l'étude. Les tempêtes qui amènent de l'air chaud dans l'Arctique empêchent non seulement la formation de nouvelle glace, mais peut également briser la couverture de glace déjà présente, selon Graham. Les chutes de neige des tempêtes isolent également la glace de l'atmosphère froide qui revient après les tempêtes, ce qui peut réduire davantage la croissance de la glace, dit Graham.

La prochaine étape pour Graham et ses collègues est de comprendre ce qui alimente l'augmentation de ces tempêtes et comment elles pourraient changer.

"Il est difficile de dire à quel point ce schéma s'amplifiera à l'avenir, " il a dit.