La chaleur est transportée à travers l'océan par un système de circulation océanique profond, connu sous le nom de bande transporteuse de chaleur mondiale, qui fait constamment circuler l'eau autour du globe et contribue à équilibrer le climat de la terre.

L'une des branches supérieures de cette bande transporteuse, connu sous le nom de flux indonésien (ITF), est un courant océanique qui traverse divers canaux entre Bornéo et la Nouvelle-Guinée, plus de 9, 000 milles du Delaware.

Alors que bon nombre de ces canaux sont connus des chercheurs depuis des années, l'équipe de recherche Xiao-Hai Yan de l'Université du Delaware a découvert une voie jusqu'alors inconnue transportant la chaleur de l'océan Pacifique à l'océan Indien, et encore plus loin dans l'océan Austral, qui entoure l'Antarctique.

Une étude récente, en utilisant des modèles et des données de 2003 à 2012 par Yan et ses collègues de l'Université de Princeton, Université de Xiamen et Université du Texas à Austin, a révélé que l'eau chaude pourrait prendre un raccourci dans l'océan Indien oriental le long de la côte ouest de l'Australie. Cette eau chaude se dirige vers l'océan Austral plus rapidement qu'on ne le savait ou ne l'avait signalé auparavant, révélant un lien important entre l'océan Indo-Pacifique et l'océan Austral lors d'un régime météorologique de La Ninã, qui est le refroidissement de l'océan Pacifique le long de l'équateur.

"Lorsque la chaleur s'écoule du Pacifique dans l'océan Indien, nous nous attendons à ce que la chaleur suive le courant sud-équatorial depuis le flux indonésien jusqu'à la côte orientale de l'Afrique, " dit Yan, le Mary A.S. Professeur Lighthipe en études marines et directeur du Centre de télédétection de l'UD au College of Earth, Océan, et Environnement. "Au lieu, les données et les résultats du modèle ont montré que l'eau anormalement chaude s'est rapprochée de l'Australie-Occidentale, suggérant que d'autres processus poussaient l'eau vers le sud."

Ce transfert accru d'eau chaude vers le sud a des conséquences climatiques importantes, Liao, a déclaré un co-auteur de l'Université de Princeton. Cela peut affecter la quantité de pluie qui tombe sur la côte ouest de l'Australie et augmenter la fréquence des « événements chauds » qui peuvent provoquer le blanchissement des coraux, un phénomène où le corail expulse les algues symbiotiques vivant à l'intérieur de leurs tissus en réponse au stress thermique, les exposant à un plus grand risque de mortalité. La grande barrière de corail australienne se remet encore des événements de blanchissement dévastateurs de 2016 et 2017, résultant de températures océaniques élevées soutenues au milieu d'un fort régime climatique El Niño.

La découverte a des implications pour l'étude du changement climatique et pourrait informer ce que les scientifiques savent actuellement sur le réchauffement climatique.

Un système connecté à l'échelle mondiale

Dans l'étude, Yan et ses collègues ont observé comment le contenu thermique des océans variait de 700 mètres (près de 3, 000 pieds) sous la surface de l'océan dans l'océan Indien de 2003 à 2012, période pendant laquelle une quantité anormalement élevée de chaleur aurait été transportée du Pacifique à l'océan Indien.

Cette étude de la teneur en chaleur a été menée à l'aide de simulations de modèles numériques, données qui ont été mesurées par les navires et la télédétection des grands fonds, qui est l'exploration de données utilisant la température de surface mesurée par satellite, la salinité et le niveau de la mer.

Les chercheurs ont utilisé un nouveau modèle climatique mondial de pointe connu sous le nom de Community Earth System Model (CESM) pour comprendre les processus physiques, tels que les modèles de vent, qui ont pu contribuer à ce changement.

Sur la base de ce constat, Yan et ses collègues pensent que ce raccourci a peut-être intensifié le transport de chaleur entre les eaux des bassins océaniques des différents hémisphères en offrant une nouvelle route aux eaux plus chaudes pour voyager directement de l'océan Pacifique Indien tropical à l'océan Austral.

Comprendre ce lien est important car l'océan est un système globalement connecté, et les températures là-bas peuvent affecter de manière significative les températures de surface de la mer (SST) et la salinité dans d'autres endroits, comme l'océan Atlantique. Par exemple, La SST de l'Atlantique tropical supérieur peut affaiblir le vaste système de courants océaniques qui transportent l'eau chaude des tropiques vers le nord dans l'Atlantique Nord, connue sous le nom de circulation méridienne de renversement de l'Atlantique (AMOC), mais peut également déclencher un réchauffement ou un refroidissement des anomalies SST de type El Niño/La Niña dans le Pacifique tropical.

Ces deux scénarios ont des impacts profonds sur les systèmes climatiques qui peuvent se manifester par des conditions météorologiques extrêmes, comme celles vécues cet automne avec les ouragans Florence et Michael, qui a touché terre dans les Carolines et le long de l'enclave de Floride, mais aussi touché des régions côtières aussi loin au nord que la péninsule de Delmarva, New Jersey et New York.

Les chercheurs ont récemment publié leurs découvertes dans la revue scientifique Dynamique climatique .

Les co-auteurs de l'étude incluent Enhui Liao, l'auteur principal de l'article et ancien doctorant de Yan maintenant à l'Université de Princeton; Jiang Yuwu de l'Université de Xiamen en Chine et Autumn N. Kidwell de l'Université du Texas à Austin.

Experts en redistribution de chaleur

Yan et les membres de son laboratoire ont passé des années à étudier ce qu'on appelle la période d'interruption du réchauffement climatique, observé de 1998 à 2013 et causé par la redistribution et le stockage de la chaleur dans l'océan profond. Yan a expliqué qu'au cours de cette période, presque toutes les couches profondes des bassins océaniques se sont réchauffées.

Dans une étude ultérieure, signalé dans Rapports scientifiques sur la nature , Yan et Lu Han, un ancien étudiant diplômé de l'UD, s'est spécifiquement penché sur les mécanismes qui ont causé une accumulation excessive de chaleur dans la région des Aiguilles.

La région des Agulhas fait référence aux eaux océaniques au large de la pointe sud de l'Afrique, et est considérée comme l'une des régions au réchauffement le plus rapide au monde au cours des dernières décennies. Les données confirment que les eaux de la région des Aiguilles ont gagné plus de chaleur pendant la période de pause que les précédentes périodes d'accélération du réchauffement climatique dans la même région. C'est également un puits océanique important pour l'excès de chaleur trouvé dans l'océan, car la température moyenne mondiale de surface a montré que le réchauffement dans la plupart des autres zones de l'océan a ralenti pendant la période de hiatus.

"Dans la période d'interruption du réchauffement climatique de 1998 à 2013, l'océan Austral, y compris la région des Aiguilles, n'avait jamais ralenti. Il faisait encore chaud, " dit Yan.

Selon Han et Yan, l'augmentation de la salinité dans l'océan pendant la période de hiatus était principalement responsable du réchauffement de l'océan intérieur. Cette augmentation de la salinité a forcé la chaleur à se déplacer horizontalement, au lieu de suivre la colonne d'eau vers le bas, mouvement vertical, comme c'était le cas pendant la période d'accélération. Ce forçage horizontal, Yan a dit, conduit à des températures plus élevées à l'intérieur de l'océan à une époque où la majeure partie de l'océan montrait une diminution de la température de surface.

En outre, ils ont découvert que le courant Agulhas et la fuite Agulhas - un courant d'eau qui dérive dans l'océan Atlantique plutôt que d'aller dans l'océan Indien sur sa trajectoire normale - servent de voies pour que la chaleur soit transportée entre l'océan Indien et l'océan Atlantique Sud.

Pris ensemble, les résultats de ces deux articles révèlent des liens importants entre le transport de chaleur caché et la redistribution à travers les bassins océaniques qui peuvent avoir un impact significatif sur notre système climatique mondial.

"Ils relient ensemble le "commutateur" climatique de l'océan Atlantique et le "moteur" de l'océan Pacifique occidental, " dit Yan.