Les scientifiques du climat et de la mer observent un réchauffement généralisé des océans et des surfaces terrestres à travers le monde. Depuis le milieu du XIXe siècle, la température globale moyenne enregistrée à la surface des terres a augmenté d'environ un degré centigrade, et de 0,6 degré à la surface de l'océan. Le réchauffement climatique a été le plus prononcé dans les régions alpines et l'Arctique.

Sur la période 1982 à 2011, cependant, une tendance au refroidissement a été enregistrée dans les eaux de surface dans certaines parties de l'océan Austral autour du continent antarctique, spécifiquement dans la zone au sud de 55 degrés de latitude. Ce refroidissement a été le plus fort dans le secteur Pacifique de l'océan Austral, où la surface de l'océan s'est refroidie d'environ 0,1°C par décennie, et le plus faible dans les secteurs indien et atlantique.

Les scientifiques du climat et de la mer n'ont jusqu'à présent pas été en mesure de fournir des explications satisfaisantes sur les raisons pour lesquelles certaines parties de l'océan Austral ont contrecarré la tendance au réchauffement climatique. Aujourd'hui, un groupe de scientifiques dirigé par le professeur de l'ETH Nicolas Gruber a résolu le casse-tête à l'aide de simulations avec un modèle océanique haute résolution.

Des simulations mettent en évidence l'influence de la banquise

Dans un article qui vient de paraître dans la revue AGU Avances , les scientifiques utilisent une série de simulations pour montrer que les changements de glace de mer sont la cause la plus probable du refroidissement des eaux de surface dans l'océan Austral. Seulement quand Alex Haumann, auteur principal et ancien doctorant du professeur Gruber, et l'équipe a incorporé les changements observés dans la glace de mer dans le modèle s'ils étaient capables de reproduire correctement le modèle observé des changements de température. Lorsqu'ils ont omis cet effet et n'ont pris en compte que les autres facteurs potentiels, tels qu'une circulation océanique plus vigoureuse ou des flux d'eau douce accrus dus à la fonte des glaciers de l'Antarctique, le modèle n'a pas été simulé avec précision.

Leur examen du rôle de la glace de mer dans le refroidissement de la surface était basé sur l'observation qu'au cours de la même période que le refroidissement a eu lieu, c'est à dire., de 1982 à 2011, l'étendue de la glace de mer a régulièrement augmenté dans l'océan Austral autour de l'Antarctique, tandis que dans l'Arctique, il a considérablement diminué au cours de la même période.

Il y a quelques années, Haumann et Gruber et divers collègues ont déjà découvert la raison de cette expansion de la banquise dans l'océan Austral. Ils ont remarqué que des vents du sud plus forts au cours de cette période ont propulsé une plus grande partie de la glace de mer qui se forme le long de la côte vers la mer ouverte, l'amélioration de la fonte là-bas. La bande transporteuse plus solide qui en a résulté a amélioré le transport de l'eau douce de près du continent vers l'océan ouvert. En effet, lorsque la glace de mer se forme à partir de l'eau de mer, le sel est laissé derrière, tandis que lorsque la banquise fond en été bien loin de la côte, l'eau douce est rejetée à la surface, y réduire la salinité de l'eau de mer.

Cette diminution de la salinité de surface a renforcé la stratification verticale de l'eau de mer :la plus fraîche, et dans cette partie de l'océan, l'eau plus légère reste dans les 100 m supérieurs, tandis que l'eau salée plus dense reste en dessous. En général, plus l'eau est salée et froide, plus sa densité est grande et plus sa profondeur dans l'océan est grande.

Échange de chaleur plus faible entre les couches d'eau

La stratification plus forte a réduit l'échange de chaleur entre les couches plus profondes et l'eau de surface, la chaleur reste piégée en profondeur. En outre, l'air au-dessus de l'océan Austral pendant l'hiver est généralement plus froid que la température de l'eau de mer. Combiné à la réduction de l'échange vertical de chaleur dans l'océan, cela a finalement créé la situation observée où l'eau de surface s'est refroidie et le sous-sol s'est réchauffé.

Le rôle important de la salinité dans le contrôle de la stratification verticale est une particularité de l'océan Austral, puisqu'il y a en réalité très peu de différence de température entre l'eau de surface et le sous-sol de l'océan :seulement quelques dixièmes de degré. La forte stratification entraînée par la salinité explique également pourquoi le refroidissement de surface n'a pas induit de mélange profond.

Pas de matière pour nourrir les sceptiques du réchauffement climatique

"Le refroidissement de l'océan Austral sur trois décennies est vraiment inhabituel, en gardant à l'esprit qu'autrement, toutes les autres parties de la planète, surtout la surface terrestre, s'est réchauffé, ", explique Nicolas Gruber.

Le refroidissement d'une seule zone de l'océan ne doit pas être interprété comme une réduction du réchauffement à long terme du système climatique mondial dans son ensemble. Il s'agit simplement d'une redistribution de la chaleur dans l'océan Austral de la surface vers les couches plus profondes de l'océan. "Nous supposons que les vents forts poussant la banquise dans l'océan Austral vers le nord sont potentiellement un effet secondaire du changement climatique, " Gruber souligne. " Le changement climatique est clairement dû à l'homme et ne peut être contesté simplement parce qu'une zone de l'océan montre des signes de refroidissement. "

En outre, l'étude actuelle n'a porté que sur 2011. « Nous avons observé un renversement de tendance depuis 2015. La banquise autour de l'Antarctique commence maintenant à reculer à un rythme rapide, ", déclare le professeur de l'ETH. "Et cela correspond tout à fait à la tendance générale à la poursuite du réchauffement climatique."