L'été dans le golfe du Maine. Crédit :Université du Maine
L'été arrive dans le golfe du Maine, plus longtemps et plus chaud que jamais, jusqu'à deux mois de plus. C'est le message d'un nouvel article de recherche d'une équipe de scientifiques dirigée par Andrew Thomas de l'École des sciences marines de l'Université du Maine. L'étude, publié dans la revue Élémenta , ont examiné la saisonnalité des tendances de la température de surface de la mer le long de la côte nord-est des États-Unis.
Pour toutes, sauf une petite région immédiatement au nord du cap Hatteras à la limite sud de leur zone d'étude, les chercheurs ont confirmé que les températures de l'eau de surface ont une tendance à la hausse au cours des trois dernières décennies, le golfe du Maine se réchauffant à environ 0,4 degré Celsius par décennie. La nouvelle analyse a à la fois cartographié le modèle géographique de ces tendances et a montré que l'augmentation est en fait beaucoup plus forte que cela pendant les mois d'été et au début de l'automne, de juin à octobre, et plus faible pendant les mois d'hiver.
La recherche s'appuie sur les travaux antérieurs de Thomas et de ses collègues, dont Andrew Pershing et Katherine Mills du Gulf of Maine Research Institute, et d'autres du laboratoire Bigelow, Université Stony Brook et NOAA. Dans un article largement cité de 2015 dans Science, ces auteurs ont analysé les données de température de surface de la mer montrant que la région du golfe du Maine a dépassé la moyenne mondiale du taux de réchauffement au cours des 30 dernières années et ont noté qu'au cours de la dernière décennie, le golfe du Maine s'est réchauffé plus rapidement que 99,9 pour cent de l'océan mondial. L'examen des détails derrière ces tendances était une prochaine étape logique. Ils étaient motivés par plusieurs questions :les tendances globales au réchauffement se produisent-elles de manière égale tout au long de l'année ? ou se produisent-ils principalement au cours d'une saison particulière ? Quelles régions sont les plus sensibles ou résilientes aux changements de température de surface de la mer ?
Grâce au financement de la National Science Foundation et de la NASA, ils ont pris une version à plus haute résolution du même ensemble de données – 33 ans de mesures satellitaires – et ont zoomé sur la région du plateau continental nord-est de l'Amérique du Nord. Ensuite, ils ont séparé les données en mois, afin qu'ils puissent quantifier et cartographier les tendances saisonnières. Leurs résultats ont montré des modèles dans l'espace et au cours du cycle saisonnier qui n'étaient pas évidents dans les études précédentes.
Tendances des températures (en degrés Celsius par décennie) pour la période récente de 33 ans (1982-2014) chaque mois, moyenné sur les eaux de surface du Mid-Atlantic (MAB), Golfe du Maine (GOM) et plateau néo-écossais (SS). Alors que tous les mois montrent des tendances de température à la hausse, ces données montrent la grande différence saisonnière dans le moment, pendant l'année, les plus grands changements ont lieu. Crédit :Andrew C. Thomas
L'été, défini comme le nombre de jours au-dessus d'une température spécifique chaque année, s'est allongé dans toute la région. Cette tendance était particulièrement forte dans le golfe du Maine. Bien qu'il soit entraîné à la fois par des printemps plus tôt et des chutes plus tardives, dans le golfe du Maine, le fait de retarder régulièrement le moment de l'automne était le principal facteur.
"Le taux de change est une augmentation de deux jours d'été par an, donc au cours de la série chronologique de 33 ans", a déclaré Thomas, "il a ajouté jusqu'à 66 jours. Les conditions estivales dans le golfe du Maine durent maintenant environ deux mois de plus qu'en 1982. C'est effrayant."
Effrayant, parce que la température agit comme un indice pour le comportement et la distribution de nombreuses espèces marines importantes pour la culture et l'économie du Maine. Comment l'allongement de l'été a-t-il affecté le homard, morue ou hareng ?
"Je suis océanographe, pas un biologiste des poissons, " a déclaré Thomas. "Mais mes collègues des pêches de l'équipe ont regardé cela, et dans un autre article, nous avons montré que des étés plus longs étaient liés à des déplacements vers le nord dans les centres de population automnaux du homard américain, Hareng de l'Atlantique et maquereau de l'Atlantique."
Le homard et le hareng ont également augmenté en taille de population ou en biomasse totale, comme la plie rouge, Sébaste acadien et aiguillat commun. Pour les autres espèces, y compris la morue, l'allongement de la période chaude de l'été était associé à un déclin de la biomasse.
Les enregistrements satellitaires utilisés pour ces études fournissent des données de température pour la surface de l'océan. Est-ce le bon indicateur pour les habitants du fond comme la morue et le homard ? Selon Thomas, sur le plateau atlantique relativement peu profond, sur plusieurs années, les tendances de surface sont en corrélation avec les températures plus profondes dans la mer. Par exemple, alors que les enregistrements de données ne sont pas aussi longs, la bouée de l'Association régionale du nord-est des systèmes d'observation de l'océan côtier au milieu du bassin du Jourdain, qui mesure les températures de la surface jusqu'à une profondeur de 250 mètres, montre moins de variabilité annuelle mais un réchauffement à long terme similaire dans les eaux profondes.
Tendances phénologiques de la SST sur la zone d'étude pour la période d'étude de 33 ans, montré comme la tendance de la durée (nombre de jours) de l'été à chaque endroit. L'été s'allonge dans tous les endroits, certains endroits du golfe du Maine augmentant à un rythme de plus de deux jours par an. Les inserts mappent la probabilité (valeurs p) que la pente du taux soit égale à zéro. Crédit :Andrew C. Thomas
« Les tendances de température que nous observons dans cette zone sont parmi les plus importantes de la planète, " a déclaré Thomas. " Deux moteurs principaux sont probablement en jeu. Le golfe du Maine est au carrefour de deux processus majeurs à grande échelle, qui sont tous deux impactés par le changement climatique. Notre plateau est sous le vent du courant-jet venant du continent. Les changements de position du courant-jet vers le nord ou le sud se traduisent par des changements dans le transfert de chaleur atmosphère-océan qui chauffent et refroidissent l'eau du plateau. » Dans son étude, Thomas a montré que la pression atmosphérique plus élevée et les températures de l'air plus chaudes au printemps et en été étaient liées à la saison estivale plus longue dans la mer.
Le deuxième processus est le transport de l'eau océanique. Le golfe du Maine est relié à l'océan mondial par des courants, et une grande partie de l'eau de mer dans le golfe provient plus au nord. Ces eaux, la mer du Labrador et les plateaux côtiers adjacents, sont également parmi les régions qui se réchauffent le plus rapidement. Au sud, la position du Gulf Stream a également une influence; Thomas a montré que les déplacements vers le nord du Gulf Stream chaud étaient associés à des étés plus longs dans le golfe du Maine.
Un été océanique qui s'allonge a d'importantes ramifications biologiques. En été, une couche peu profonde d'eau réchauffée par le soleil mais pauvre en nutriments flotte au-dessus d'une eau plus dense, plus froid, eau riche en nutriments. La dégradation de cette structure à mesure que les températures se refroidissent à l'automne libère des nutriments des eaux profondes qui aident à déclencher les proliférations de phytoplancton à l'automne qui soutiennent le reste du réseau trophique marin.
Mais le refroidissement qui se produit généralement en automne et au début de l'hiver s'est affaibli et arrive plus tard, prolongation de la période de stratification. « Une stratification estivale plus forte et plus longue signifie un mélange plus faible et des nutriments moins nombreux et retardés à la surface, une tendance qui finira par signifier que le golfe du Maine deviendra moins productif », a déclaré Thomas.
Thomas a également noté qu'avec l'ensemble du plateau atlantique nord-est restant beaucoup plus chaud plus tard à l'automne, tout ouragan arrivant au cours de cette période resterait plus fort que s'il s'était produit il y a des décennies.
Thomas et son équipe travaillent maintenant à appliquer la même analyse saisonnière à l'ensemble de l'Atlantique Nord et à d'autres régions du plateau continental nord-américain.
