Longues nuits polaires, Ours polaires, températures glaciales plongeant à -45C. C'est ce à quoi sont confrontés les 600 experts participant à l'expédition MOSAic, la plus grande jamais réalisée au cœur de l'océan Arctique.

De septembre de cette année à septembre 2020, le groupe de scientifiques vivra sur un brise-glace qui dérivera, suivant le mouvement de la glace pendant une année entière.

Mosaïque, qui signifie Observatoire dérivant multidisciplinaire pour l'étude du climat arctique, est le résultat d'un effort d'un consortium international d'institutions de recherche polaire. Il dispose d'un budget de plus de 120 millions d'euros (175 millions de dollars).

L'objectif principal de cette odyssée scientifique est d'étudier le système climatique arctique - l'ensemble de l'atmosphère, océan, banquise et biosphère, ainsi que leurs interactions.

Le système climatique arctique est particulièrement sensible au changement climatique. La façon dont il répond est complexe et a un impact significatif sur le reste du monde.

L'Arctique se réchauffe plus vite

Le cinquième rapport d'évaluation du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) fournit un compte rendu détaillé et fiable de l'état du climat. Le rapport conclut que l'Arctique s'est considérablement réchauffé depuis le milieu du 20e siècle, et que les humains ont contribué au réchauffement. Entre 1972 et 2012, l'étendue annuelle moyenne de la banquise arctique a diminué à un taux compris entre 3,5 et 4,1 pour cent par décennie. La masse de la calotte glaciaire du Groenland a également diminué au cours des dernières décennies.

Plus récemment, le rapport annuel de la NOAA sur l'Arctique a révélé qu'en 2018, le taux d'augmentation de la température près de la surface dans l'Arctique était encore deux fois plus élevé que le taux mondial. Dans ce contexte de réchauffement climatique, événements météorologiques extrêmes, comme la fonte record d'une journée de glace dans la calotte glaciaire du Groenland, devraient devenir plus fréquentes.

Le fait que le réchauffement de l'Arctique soit plus intense que le réchauffement de la planète est connu sous le nom d'« amplification arctique ». Ce phénomène est le résultat de nombreux processus physiques interdépendants qui se déroulent dans l'Arctique.

L'un de ces processus est la rétroaction d'albédo. L'albédo fait référence à la capacité d'une surface à refléter l'énergie du soleil. A titre d'exemple de la vie quotidienne, nous savons par expérience que l'asphalte devient particulièrement chaud en été. Cela est dû au fait qu'il réfléchit peu de l'énergie du soleil. Pour lutter contre le phénomène des îlots de chaleur urbains dans certaines villes, des toits réfléchissants sont construits.

Dans l'Arctique, si la température près de la surface augmente, la neige et la glace fondront plus rapidement et, parce que le sol et l'océan sous-jacents reflètent beaucoup moins d'énergie solaire, la température va augmenter. Et ainsi de suite.

Affiner les modèles climatiques

Pour étudier l'évolution du climat dans le temps, la communauté scientifique a développé des modèles climatiques. Ces modèles sont composés d'un ensemble de modules, représentant chacun une composante du système climatique (atmosphère, océan, etc.).

Prenons l'atmosphère comme exemple. Développer un modèle de l'atmosphère, il faut d'abord connaître les lois physiques qui régissent son évolution. Ces lois sont représentées par un ensemble d'équations. Si l'atmosphère est divisée en un grand nombre de petits cubes, ces équations peuvent être appliquées dans chaque cube pour obtenir des changements de température, vent et autres variables atmosphériques. Cela fournira une image 3-D de l'atmosphère à différents moments.

L'un des principaux défis pour le développement de modèles climatiques est que certains paramètres du modèle doivent être ajustés pour représenter correctement les processus physiques, comme la formation de nuages. Cet ajustement nécessite la disponibilité d'observations permettant de mieux comprendre ces processus.

L'importance des données d'observation

satellites polaires, qui font le tour de la Terre selon une trajectoire nord-sud, peut fournir des observations de la région arctique avec une bonne résolution horizontale—beaucoup de détails horizontalement. Cependant, le temps écoulé entre les observations du même endroit est trop long.

Observations "classiques", qui sont principalement fournis par les stations météorologiques de surface, navires et avions, sont donc essentiels pour mieux comprendre des processus tels que la formation des nuages ​​dans l'Arctique. Malheureusement, puisque l'Arctique est isolé, il existe peu d'observations de ce type dans cette région.

C'est là qu'intervient MOSAiC. Cette expédition fournira des données d'observation sur des grandeurs physiques telles que la température et l'humidité. Ces données contribueront à améliorer les performances des modèles climatiques, résultant en des projections plus réalistes du changement climatique. En outre, le succès de cette expédition pourrait jeter les bases de campagnes de mesures encore plus ambitieuses dans l'Arctique.

Mais MOSAiC est plus qu'une affaire de scientifiques. Dans le monde entier, professeurs et étudiants sont invités non seulement à poser leurs questions aux scientifiques à la périphérie de MOSAiC, mais aussi pour suggérer des expériences. C'est une façon de faire comprendre au plus grand nombre que l'Arctique est l'affaire de tous.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.