Les observations à long terme des températures de surface montrent une intensification du réchauffement de la surface au Canada, Sibérie, en Alaska et dans l'océan Arctique par rapport à l'augmentation de la température moyenne mondiale. Ce modèle de réchauffement, communément appelée amplification arctique, est compatible avec les modèles informatiques, simuler la réponse à l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre. Cependant, les processus physiques sous-jacents à l'intensification du réchauffement restent encore insaisissables.

Une nouvelle étude de recherche internationale sur la cause de l'amplification arctique publiée cette semaine dans la revue Nature Changement Climatique montre que les concentrations locales de gaz à effet de serre, et les rétroactions du climat arctique l'emportent sur les autres processus. À l'aide de simulations informatiques complexes, les scientifiques ont pu réfuter les hypothèses suggérées précédemment, qui a souligné le rôle du transport de la chaleur des tropiques vers les pôles comme l'un des principaux contributeurs au réchauffement amplifié dans l'Arctique.

"Notre étude montre clairement que le forçage local du dioxyde de carbone et les rétroactions polaires sont les plus efficaces dans l'amplification arctique par rapport à d'autres processus, " a déclaré l'auteur correspondant Malte Stuecker, chef de projet au IBS Center for Climate Physics (ICCP) à Busan, Corée du Sud.

Augmentation du dioxyde de carbone anthropique (CO 2 ) les concentrations piègent la chaleur dans l'atmosphère, ce qui entraîne un réchauffement de la surface. Les processus régionaux peuvent alors amplifier ou atténuer davantage cet effet, créant ainsi le modèle typique du réchauffement climatique. Dans la région arctique, le réchauffement de la surface réduit l'étendue de la neige et de la glace de mer, ce qui à son tour diminue la réflectivité de la surface. Par conséquent, plus de lumière du soleil peut atteindre le sommet des couches du sol et de l'océan, conduisant à un réchauffement accéléré. Par ailleurs, les changements des nuages ​​arctiques et du profil vertical de la température atmosphérique peuvent accentuer le réchauffement dans les régions polaires.

En plus de ces facteurs, la chaleur peut être transportée dans l'Arctique par les vents. "Nous voyons ce processus par exemple lors des événements El Niño. Le réchauffement tropical, causées soit par El Niño, soit par les émissions anthropiques à effet de serre, peut provoquer des changements globaux dans les régimes météorologiques atmosphériques, ce qui peut conduire à des changements de températures de surface dans les régions éloignées, comme l'Arctique, " dit Kyle Armour, co-auteur de l'étude et professeur de sciences atmosphériques et océanographie à l'Université de Washington.

De plus, le réchauffement climatique en dehors de la région arctique entraînera également une augmentation des températures de l'océan Atlantique. Courants océaniques, comme le Gulf Stream et la dérive nord-atlantique peuvent alors transporter les eaux plus chaudes vers l'océan Arctique, où ils pourraient faire fondre la glace de mer et subir une amplification supplémentaire en raison de processus locaux.

Pour déterminer si le réchauffement tropical, les changements des vents atmosphériques et des courants océaniques contribuent à l'amplification future de l'Arctique, l'équipe a conçu une série de simulations de modèles informatiques. "En comparant les simulations avec uniquement le CO de l'Arctique 2 changements avec des simulations qui appliquent le CO 2 au niveau mondial, nous trouvons des modèles similaires de réchauffement de l'Arctique. Ces résultats démontrent que les processus physiques éloignés de l'extérieur des régions polaires ne jouent pas un rôle majeur, contrairement aux suggestions précédentes, " dit la co-auteur Cecilia Bitz, professeur de sciences atmosphériques à l'Université de Washington.

Sous les tropiques, alimenté par la température et l'humidité élevées, l'air peut facilement se déplacer jusqu'à de hautes altitudes, ce qui signifie que l'atmosphère est instable. En revanche, l'atmosphère arctique est beaucoup plus stable par rapport au mouvement vertical de l'air. Cette condition augmente le CO 2 -réchauffement induit dans l'Arctique près de la surface. Sous les tropiques - en raison de l'atmosphère instable - le CO 2 réchauffe principalement la haute atmosphère et l'énergie est facilement perdue dans l'espace. C'est l'inverse de ce qui se passe dans l'Arctique :moins de rayonnement infrarouge sortant s'échappe de l'atmosphère, ce qui amplifie encore le réchauffement piégé en surface.

"Nos simulations informatiques montrent que ces changements dans le profil vertical de la température atmosphérique dans la région arctique l'emportent sur les autres facteurs de rétroaction régionaux, comme le retour d'information souvent cité sur l'albédo de la glace », déclare Malte Stuecker.

Les nouvelles découvertes de cette étude soulignent l'importance des processus arctiques dans le contrôle du rythme auquel la glace de mer se retirera dans l'océan Arctique. Les résultats sont également importants pour comprendre à quel point les écosystèmes polaires sensibles, Le pergélisol arctique et la calotte glaciaire du Groenland réagiront au réchauffement climatique.