Les modèles climatiques de pointe prédisent qu'en raison du changement climatique induit par l'homme, la surface de l'océan Pacifique devrait se réchauffer, certaines parties plus, un peu moins, mais tout réchauffant quand même. En effet, la plupart des régions agissent comme prévu, à une exception près :ce que les scientifiques appellent la langue froide équatoriale. Il s'agit d'une bande d'eau relativement fraîche qui s'étend le long de l'équateur du Pérou jusqu'au Pacifique occidental, sur un quart de la circonférence de la terre. Il est produit par les alizés équatoriaux qui soufflent d'est en ouest, accumuler des eaux de surface chaudes dans le Pacifique ouest, et aussi repousser les eaux de surface loin de l'équateur lui-même. Cela fait place à des eaux plus froides qui jaillissent des profondeurs, créant la langue froide.

Les modèles climatiques du réchauffement climatique - des simulations informatisées de ce que diverses parties de la terre devraient faire en réaction à l'augmentation des gaz à effet de serre - disent que la langue froide équatoriale, avec d'autres régions, aurait dû commencer à se réchauffer il y a des décennies, et devrait encore chauffer maintenant. Mais la langue froide est restée obstinément froide.

Cela inquiète de nombreux scientifiques, parce que la langue froide joue un rôle clé dans le climat mondial. Par exemple, il affecte l'oscillation australe El Niño, un renforcement et un affaiblissement cycliques naturels des alizés qui provoquent un refroidissement et un réchauffement de la surface du Pacifique oriental tous les deux à sept ans. ENSO est le maître météorologique au monde; selon la partie du cycle dans laquelle il se trouve, ses échos dans l'atmosphère peuvent provoquer de fortes pluies ou des sécheresses dans une grande partie des Amériques, Asie de l'Est et Afrique de l'Est. Le réchauffement de la langue froide affectera probablement la météo dans de vastes régions. Les changements qui en résulteraient pourraient affecter les approvisionnements alimentaires mondiaux et les épidémies de conditions météorologiques dangereuses. Mais nos prédictions de ces changements reposent sur des modèles climatiques.

Richard Seager, climatologue à l'observatoire terrestre de Lamont-Doherty de l'université Columbia, a longtemps soupçonné que les modèles climatiques se trompent de langue froide. En 1997, lui et ses collègues ont publié un article suggérant qu'il ne s'était pas du tout réchauffé au cours du 20e siècle. À l'époque, la plupart des scientifiques ont supposé que tout écart entre les températures du monde réel et celles prédites par les modèles climatiques était dû à la variabilité naturelle. Nous devrions juste attendre; finalement, le signal d'un réchauffement de la langue froide émergerait. Maintenant, deux décennies plus tard, avec des données satellitaires plus modernes en main, les observations du monde réel s'éloignent de plus en plus manifestement des modèles. Il est temps de reconsidérer, dit Seager.

Dans un nouvel article de la revue Nature Changement Climatique , lui et ses collègues utilisent des modèles simplifiés qui isolent la dynamique fondamentale du système atmosphère-océan du Pacifique tropical. Ces, ils disent, s'adapter au comportement réel de la langue froide et montrer qu'il est compatible avec l'augmentation des gaz à effet de serre.

Nous avons récemment discuté avec Seager des modèles climatiques, le fonctionnement complexe du système climatique du Pacifique, et les implications plus larges pour le monde.

En général, dans quelle mesure les modèles climatiques correspondent-ils aux observations du monde réel ?

L'inadéquation entre les changements observés dans la température de la langue froide au cours des dernières décennies et les modèles est assez frappante. Il existe des dizaines de simulations avec plusieurs modèles de groupes de recherche à travers le monde. Alors que ces modèles sont tous forcés par les mêmes histoires de gaz à effet de serre, volcans, le rayonnement solaire et d'autres forces, ils génèrent leur propre variabilité interne. Par conséquent, ils créent une gamme d'estimations de l'histoire du climat. Pour les changements de température de la langue froide, les changements observés se situent à l'extrémité froide ou en dehors de la plage du modèle. Le modèle moyen ou médian indique que la langue froide aurait dû se réchauffer de 0,8 degrés C ou plus au cours des six dernières décennies, mais la valeur réelle n'est que de 0,4 degré ou moins.

Pourquoi les modèles climatiques de pointe ne correspondent-ils pas à ce que nous voyons ?

Bien, ils sont hors de propos depuis des décennies. Ce n'est pas un nouveau problème. Dans ce document, nous pensons avoir enfin trouvé la raison. Grâce à plusieurs générations de modèles, les modèles climatiques ont simulé des langues froides trop froides et qui s'étendent trop à l'ouest. Il y a aussi de l'eau faussement chaude immédiatement au sud des langues froides modèles, au lieu d'eaux froides qui s'étendent jusqu'aux régions côtières froides d'upwelling à l'ouest du Pérou et du Chili. Ces langues froides surdéveloppées dans les modèles conduisent à des environnements équatoriaux qui ont une humidité relative trop élevée et des vitesses de vent trop faibles. Ceux-ci rendent la température de surface de la mer très sensible à l'augmentation des gaz à effet de serre. D'où le modèle des langues froides qui réchauffent beaucoup au cours des dernières décennies. Dans le monde réel, la sensibilité est plus faible et, En réalité, une partie de la chaleur ajoutée par l'augmentation des gaz à effet de serre est compensée par la remontée d'eau froide par le bas. Ainsi, la langue froide du monde réel se réchauffe moins que les eaux au-dessus du Pacifique tropical ouest ou au large de l'équateur au nord et au sud. Ce modèle de changement de température à la surface de la mer provoque ensuite le renforcement des alizés, qui soulève l'eau froide souterraine vers le haut, refroidissement supplémentaire de la langue froide.

Que font vos modèles que les plus répandus ne font pas ?

Nos modèles datent en fait du début des années 1980, lorsque les gens essayaient pour la première fois d'utiliser des modèles pour expliquer des phénomènes comme El Niño-oscillation australe. Il était alors courant de simplifier le problème en supposant dans le modèle l'état moyen climatologique et en simulant simplement les perturbations à partir de celui-ci. Nous avons utilisé cette approche. En faisant cela, nous avons pu montrer dans notre modèle unique que, si nous supposons l'état climatologique réel, la réponse à l'augmentation des gaz à effet de serre se réchauffe partout, mais pas dans la langue froide. En revanche, si nous supposons l'état climatologique biaisé dans les modèles complexes de l'état de l'art, la réponse à l'augmentation des gaz à effet de serre a accentué le réchauffement de la langue froide. Par conséquent, ce voyage dans le passé de la modélisation nous permet de diagnostiquer ce qui ne va pas avec les modèles complexes actuellement utilisés pour les projections climatiques et les évaluations d'impact.

Si vos idées sont correctes, comment les projections du comportement futur d'ENSO pourraient-elles changer ?

Réponse courte, nous ne savons pas. Une chose à la fois! Cependant, nous savons que le comportement d'ENSO dépend de l'état moyen autour duquel il perturbe les choses. Si nous avons raison de dire que le Pacifique tropical évolue vers un état où les eaux se réchauffent partout mais pas dans la langue froide, et les eaux froides souterraines sont remontées plus près de la surface, alors ENSO changera presque certainement d'amplitude, fréquence et d'autres moyens. Nous devons découvrir.

Quelles sont les implications pour les gens?

Elles sont nombreuses. La température de surface de la mer du Pacifique équatorial influence le climat et sa variabilité dans le monde entier. Généralement, le réchauffement de l'atmosphère augmente la quantité d'humidité que l'air peut contenir, et intensifie le transport de l'humidité. Cela tend à rendre les zones sèches subtropicales plus sèches et les zones humides tropicales et des latitudes moyennes plus humides. Mais en plus de ces changements, il y aura des changements régionaux. Si la langue froide se réchauffe comme le disent les modèles complexes, analogue à un événement El Niño, cela créera une tendance humide dans certaines régions, pour compenser l'assèchement subtropical dans le sud-ouest de l'Amérique du Nord et de l'Amérique du Sud. Cela créera également une tendance au mouillage en Afrique de l'Est, mais une tendance au dessèchement en Amérique du Sud équatoriale et au Sahel. Si, au lieu, nous avons raison et la langue froide ne réchauffera pas autant, puis séchage dans le sud-ouest de l'Amérique du Nord, l'Amérique du Sud subtropicale et l'Afrique de l'Est pourraient être plus sévères que le projet de modèles complexes. À la fois, L'Amérique du Sud équatoriale et le Sahel pourraient connaître des conditions plus humides. En élaborant des évaluations d'impact sur le climat, les scénarios ne doivent pas se limiter aux modèles complexes. Ils devraient également considérer le cas dans lequel la langue froide continue de ne pas se réchauffer. L'implication pour les modélisateurs est qu'ils doivent découvrir pourquoi leurs modèles ont des biais, et les réparer.