Dans les profondeurs de la longue nuit qui enveloppe l'Arctique d'une obscurité glaciale pendant trois mois chaque hiver, une surprenante étendue d'eau libre est apparue, juste au nord du Groenland.

C'était une polynie – une zone d'eau non gelée entourée par la banquise polaire. Bien qu'il ne soit pas particulièrement rare dans certaines parties de l'Arctique, la polynie du nord du Groenland de février 2018 était des plus inattendues. 50, 000 km² d'eau libre en mer de Wandel, une région de la taille de l'État du Kentucky ou de la province de la Nouvelle-Écosse.

Le Wandel fait partie d'une région connue sous le nom de "dernière zone de glace". Il jouxte le nord du Groenland et l'archipel arctique canadien, et la glace de mer devrait y persister plus longtemps que partout ailleurs. Pas plus tard que dans les années 1980, sa couverture de glace était plus épaisse qu'un éléphant n'est grand. Aujourd'hui, c'est environ la moitié.

Cette polynie inhabituelle était-elle un autre signe avant-coureur du changement climatique ?

C'était l'hypothèse initiale d'une équipe dirigée par Kent Moore et Axel Schweiger. Les polynies n'avaient pas été observées auparavant dans la région, et les températures dans le nord du Groenland avaient été étonnamment chaudes, jusqu'à 30°C au-dessus de la moyenne.

Mais comme Moore, professeur de physique atmosphérique à l'Université de Toronto-Mississauga, approfondi avec ses collègues du Polar Science Center de l'Université de Washington, une explication alternative a émergé.

Dans leur papier, Qu'est-ce qui a causé la remarquable polynie du Groenland de février 2018 ?, Moore, Schweiger, Jinlun Zhang et Mike Steele identifient la cause de la polynie comme étant de forts vents de surface catalysés par un réchauffement dramatique dans la haute atmosphère terrestre connu sous le nom de réchauffement stratosphérique soudain.

« Lors de ces événements, les températures dans la stratosphère – à environ 30 km au-dessus du niveau du sol – peuvent se réchauffer de 10° ou 15°C en quelques jours, " dit Moore.

"Cela provoque un changement dans la circulation de l'air qui inclut une inversion des vents dans la stratosphère. Ces vents de haute altitude soufflent contre la direction ouest-est du courant-jet, descendant vers la surface de la Terre. En février 2018, cela a provoqué des vents de Sibérie pour souffler de l'air froid dans le nord de l'Europe, créant un système météorologique connu sous le nom de « Bête de l'Est ». Il a apporté des températures de moins 20°C dans le nord de l'Europe, et la même configuration météorologique a déplacé l'air plus chaud vers le nord jusqu'à la côte est du Groenland."

Des vents forts du sud ont forcé de l'air doux au Groenland et au-delà, mais ce n'est pas leur chaleur qui a causé la polynie.

"La plupart des réchauffements arctiques durent un jour ou deux, " dit Moore. " Cela a duré une semaine, et ce sont les températures les plus chaudes et les vents les plus forts observés dans le nord du Groenland depuis le début des observations dans les années 1960. Les vents étaient proches de la force d'un ouragan (93+km/h) et les températures étaient au-dessus de zéro. Une fois que nous avons obtenu cette pièce du puzzle, nous avons réalisé que cela pouvait être le vent plutôt que la chaleur qui causait la polynie."

Alors que la taille de la polynie était sans précédent au cours de la période où nous disposons de bonnes données, il ne semble pas lié à l'amincissement de la banquise qui s'est produit au cours de la même période. Des simulations avec le système de modélisation et d'assimilation de l'océan Arctique (PIOMAS) de l'Université de Washington indiquent que des conditions similaires auraient créé une polynie, même sans l'amincissement récent de la glace au nord du Groenland.

En utilisant PIOMAS, l'équipe a analysé les conditions météorologiques de 2018 et les données de concentration de glace pour simuler numériquement la polynie. Puis, en utilisant des données historiques, ils ont simulé les conditions météorologiques de 2018 sur les banquises du passé.

Leurs conclusions :des vitesses de vent similaires auraient provoqué l'apparition de la polynie même les années avec une glace plus épaisse, alors que des vents plus faibles n'auraient pas entraîné la polynie du nord du Groenland en 2018, malgré des conditions de glace plus minces.

"On posait la question par hypothèse :que se serait-il passé si la glace avait été aussi épaisse qu'en 1979, " dit Schweiger.

"Maintenant, nous le simulons. La réponse était que l'amincissement de la glace n'avait pas beaucoup d'importance, mais les vents forts étaient responsables."

Chercheur de longue date sur la glace de mer, Schweiger a été surpris. Il pensait que l'amincissement de la glace serait le facteur décisif.

"Mais quand nous avons regardé de plus près, ce n'était pas le cas. Laisser votre intuition guider votre hypothèse, puis se laisser convaincre du contraire... c'est la science."