Les vagues de surface océaniques extrêmes ayant un impact dévastateur sur les communautés côtières et les infrastructures de l'Arctique pourraient devenir plus importantes en raison du changement climatique, selon une nouvelle étude.

Les nouvelles recherches prévoient que la hauteur annuelle maximale des vagues sera jusqu'à deux à trois fois plus élevée qu'elle ne l'est actuellement le long des côtes dans les régions de l'Arctique comme le long de la mer de Beaufort. La nouvelle étude de l'AGU Journal of Geophysical Research :Océans suggère que les vagues pourraient atteindre jusqu'à 2 mètres (6,6 pieds) de plus que les hauteurs actuelles des vagues d'ici la fin du siècle.

En outre, les vagues extrêmes qui se produisaient une fois tous les 20 ans pourraient augmenter pour se produire une fois tous les deux à cinq ans en moyenne, selon l'étude. En d'autres termes, la fréquence de telles inondations côtières extrêmes pourrait être multipliée par 4 à 10 d'ici la fin de ce siècle.

« Elle augmente les risques d'inondation et d'érosion. Elle augmente drastiquement un peu partout, " dit Mercè Casas-Prat, chercheur à la Division de la recherche climatique d'Environnement et Changement climatique Canada (ECCC) et auteur principal de la nouvelle étude. "Cela peut avoir un impact direct sur les communautés qui vivent à proximité du rivage."

Changement climatique dans l'Arctique

Les régions les plus septentrionales de la Terre sont un point chaud du réchauffement climatique, avec certaines régions connaissant jusqu'à trois fois le réchauffement du reste du monde, dit Casas-Prat. Mais les chercheurs manquent d'informations sur la façon dont les impacts peuvent se produire.

Casas-Prat et son co-auteur Xiaolan Wang, aussi avec les CETC, voulait examiner comment le réchauffement climatique pourrait avoir un impact sur les vagues de surface océaniques extrêmes dans l'Arctique. Casas-Prat a déclaré que certaines communautés du Nord signalent déjà une érosion accélérée dans certaines zones et une augmentation des dommages aux bâtiments en raison des vagues extrêmes. Une aggravation de ces conditions océaniques aura un impact direct sur les communautés côtières, infrastructures énergétiques, expédition, et même les écosystèmes et la faune.

Une grande partie de l'Arctique est gelée pendant la majeure partie de l'année, mais le réchauffement climatique contribue à l'augmentation des périodes d'eau libre, ce qui peut devenir un problème lorsque les vagues extrêmes sont prises en compte dans l'équation.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont rassemblé cinq ensembles de simulations multi-modèles des conditions océaniques et atmosphériques comme les vents de surface, qui génèrent des ondes, ainsi que de la glace de mer pour le scénario RCP8.5, un scénario futur couramment utilisé dans les projections du changement climatique qui suppose de faibles efforts pour réduire les émissions. Ensuite, ils ont effectué des simulations des conditions de vagues pendant deux périodes, de 1979 à 2005 (historique), puis de 2081 à 2100 (futur). En utilisant l'ensemble des simulations multi-modèles, ils ont pu évaluer l'incertitude dans les changements des vagues extrêmes de l'Arctique en raison de l'incertitude présente dans les cinq modèles climatiques utilisés.

L'une de leurs principales conclusions était une augmentation notable de la hauteur des vagues entre ces deux périodes dans presque tous les endroits de l'Arctique.

Parmi les zones les plus durement touchées se trouve la mer du Groenland, qui se situe entre le Groenland et l'archipel norvégien du Svalbard. L'étude a révélé que la hauteur annuelle maximale des vagues pourrait augmenter jusqu'à 6 mètres (19,7 pieds).

Casas-Prat a déclaré que les modèles présentent un degré d'incertitude quant à la variation de la hauteur des vagues, mais elle est convaincue qu'il va y avoir une augmentation. Les prédictions des chercheurs ont également montré qu'à la fin du siècle, le moment des vagues les plus hautes peut également changer.

« A la fin du siècle, le maximum arrivera en moyenne plus tard dans l'année et sera également plus extrême, " dit Casas Prat.

Impact sur les communautés

Juda Cohen, un climatologue au Massachusetts Institute of Technology qui n'a pas été impliqué dans les recherches de Casas-Prat, a déclaré que ces vagues pourraient être particulièrement dévastatrices pour les zones côtières qui n'ont jamais connu d'eau libre auparavant.

"Les principales conclusions de l'article sont que les vagues augmenteront en hauteur dans la région arctique et que les côtes arctiques sont plus exposées à l'érosion et aux inondations sont assez simples, ", a-t-il déclaré. "Nous constatons déjà ces risques accrus le long des côtes arctiques avec des dommages aux structures côtières qui auparavant n'avaient jamais été endommagées."

Les chercheurs ont examiné une zone côtière le long de la mer de Beaufort dans le nord de l'Alaska et du Canada, qui détient un certain nombre de communautés ainsi que des infrastructures énergétiques, et y a également trouvé des augmentations notables de la hauteur des vagues.

Étant donné que de plus grosses vagues peuvent entraîner des risques accrus d'inondations et de dommages aux infrastructures côtières, les communautés et le développement dans cette zone pourraient être affectés par ces vagues. Les inondations peuvent également avoir un impact sur la disponibilité de l'eau douce dans certaines régions, car les tempêtes et les vagues peuvent pénétrer dans les lagunes d'eau douce dont dépendent les communautés.

"Alors que de plus en plus de glace fond et qu'une plus grande partie de la surface de l'océan Arctique est exposée au vent, les vagues augmenteront en hauteur car la hauteur des vagues dépend de la distance parcourue par le vent au-dessus des eaux libres, " a déclaré Cohen.

Dans une autre étude récente publiée dans la revue AGU Lettres de recherche géophysique , Casas-Prat et Wang ont examiné la contribution du retrait de la banquise sur les augmentations prévues de la hauteur des vagues extrêmes dans l'Arctique. Ils ont découvert que les vents de surface ne peuvent à eux seuls expliquer les changements dans les hauteurs maximales des vagues régionales.

« Le retrait de la banquise joue un rôle important, non seulement en augmentant la distance sur laquelle le vent peut souffler et générer des vagues, mais aussi en augmentant le risque de vents forts sur des eaux libres de glace qui s'élargissent, " dit Casas Prat.

L'augmentation des vagues pourrait également augmenter la vitesse de la débâcle. La perte de glace due aux vagues pourrait affecter des animaux comme les ours polaires qui chassent les phoques sur la glace polaire ainsi qu'un certain nombre d'autres créatures qui dépendent de la glace. Cela pourrait également affecter les routes maritimes à l'avenir.

« Les vagues doivent absolument être prises en compte comme un facteur important pour garantir la sécurité de ces itinéraires, " dit Casas Prat.