Lorsque l'atmosphère devient très chaude, elle reçoit plus de chaleur de l'océan. Crédit :Université de Southampton
De nouvelles recherches ont montré que les variations naturelles de la température moyenne mondiale sont toujours forcées par les changements dans le dégagement de chaleur et l'absorption de chaleur par les océans, en particulier le dégagement de chaleur lié à l'évaporation.
Analyser les données de six modèles climatiques qui ont simulé de futurs scénarios de changement climatique pour le dernier rapport du Groupe d'experts international sur l'évolution du climat (GIEC), paru en 2014, Le professeur Sybren Drijfhout de l'Université de Southampton a montré que dans tous les cas, les variations de la température moyenne mondiale étaient corrélées aux variations de dégagement de chaleur par la chaleur sensible et latente. Ecrire dans le journal Rapports scientifiques sur la nature , Le professeur Drijfhout dit que ces variations sont associées au transfert de chaleur en raison des différences de température entre la surface de l'océan et l'air sus-jacent, et le transfert de chaleur associé à l'évaporation. Les flux de chaleur sont également appelés flux de chaleur turbulents.
"La relation tient dans tous les modèles et est indépendante de l'échelle de temps de la variation de température", dit le professeur Drijfhout, Chaire en océanographie physique et physique du climat à Southampton. "Lorsque l'atmosphère devient très chaude, elle reçoit plus de chaleur de l'océan, quand il fait très frais, il reçoit moins de chaleur de l'océan, indiquant clairement que l'océan est la force motrice de ces variations. »
"La même relation peut être observée dans les observations, mais parce que les données sur les flux de chaleur de surface sont caractérisées par de grandes incertitudes, les relecteurs m'ont exhorté à abandonner la partie associée à l'analyse de ces données, " il ajoute.
Le professeur Drijfhout explique également qu'il n'a pu analyser que six modèles climatiques car il avait besoin de séparer les variations de température naturelles de la tendance forcée due à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre. "Vous avez besoin du même modèle pour répéter le même scénario d'émission plusieurs fois avec des conditions initiales légèrement différentes", il argumente. "Dans ce cas, les variations naturelles seront déphasées, tandis que la réponse forcée est la même dans chaque exécution du modèle. Cela permet une séparation claire des deux."
La relation entre les variations de température moyenne globale et l'absorption totale de chaleur semble être plus complexe en raison des changements dans le rayonnement solaire absorbé qui sont déphasés avec les flux turbulents et la réponse de la température.
Avant que l'océan ne libère des quantités supplémentaires de chaleur dans l'atmosphère, il est réchauffé par l'augmentation de l'absorption du rayonnement solaire. Pour une pause dans le réchauffement climatique, ou période relativement fraîche, l'inverse se produit et plus de lumière du soleil est réfléchie, refroidissement de l'océan, après quoi l'atmosphère est à son tour refroidie par moins de dégagement de chaleur de l'océan.
"Les changements du rayonnement solaire reçu à la surface de la Terre sont clairement un déclencheur de ces variations de la température moyenne mondiale, " dit le professeur Drijfhout, "mais les mécanismes par lesquels ces changements se produisent sont un peu plus complexes et dépendent de l'échelle de temps des changements.
« Lorsque les variations de température ne durent que quelques années, " poursuit-il. " Les changements dans le rayonnement solaire absorbé se produisent sous les tropiques, de préférence le Pacifique, et sont associés à des motifs en mouvement de nuages plus ou moins caractéristiques d'El Niño, ou son homologue, La fille."
Si les variations prennent plus de temps, une dizaine d'années, la glace de mer devient le déclencheur dominant, avec plus de glace de mer reflétant plus de rayonnement solaire et moins de glace de mer permettant une plus grande absorption. Ces variations culminent toujours sur des zones où les eaux de surface s'enfoncent à grande profondeur et où se forment des eaux profondes et de fond qui sont transportées par la circulation de renversement globale, ou plus communément surnommé, Grand tapis roulant.
"C'est un peu étrange, " conclut le professeur Drijfhout, "parce que le signal de température de ces variations globales culmine sur le Pacifique tropical, tandis que le déclencheur culmine au-dessus des océans subpolaires. On ne comprend pas encore comment s'établit le lien dans les modèles, mais il semble très robuste. Aussi, si vous remplacez la température moyenne mondiale par une moyenne sur la ceinture tropicale, ce lien existe toujours."
Il convient de noter que les modèles semblent sous-estimer les déclencheurs dans le Pacifique tropical sur ces longues échelles de temps. "Déjà avec El Nino nous savons que l'échange d'énergie entre l'océan et l'atmosphère n'est pas correctement capturé dans les modèles, ", dit-il. "Mais malgré ces erreurs de modèle, les liens dans les modèles devraient être qualitativement corrects. Comprendre comment ces liens sont établis et analyser de plus près les observations pour savoir si les mêmes liens peuvent y être trouvés, c'est clairement la voie que suivront les recherches de mon groupe dans les années à venir."