Nouveau, une recherche unique en son genre de CU Boulder montre que le changement climatique entraîne des quantités croissantes d'eau douce dans l'océan Arctique. Au cours des prochaines décennies, cela entraînera une augmentation du débit d'eau douce dans l'océan Atlantique Nord, qui pourraient perturber les courants océaniques et affecter les températures dans le nord de l'Europe.

Le papier, publié le 27 juillet 2020 en Lettres de recherche géophysique , ont examiné l'augmentation inexpliquée de l'eau douce de l'Arctique au cours des deux dernières décennies et ce que ces tendances pourraient signifier pour l'avenir.

« On entend beaucoup parler des changements dans l'Arctique en ce qui concerne la température, comment les écosystèmes et les animaux vont être affectés, " a déclaré Rory Laiho, co-auteur et doctorant en sciences atmosphériques et océaniques. "Mais cette étude particulière donne une perspective supplémentaire sur ce qui se passe physiquement dans l'océan lui-même, ce qui peut alors avoir des implications importantes pour la circulation océanique et le climat. »

Depuis les années 1990, l'océan Arctique a vu une augmentation de 10 % de son eau douce. ça fait 2, 400 milles cubes (10, 000 kilomètres cubes), le même montant qu'il faudrait pour couvrir l'ensemble des États-Unis avec 3 pieds d'eau.

La salinité de l'océan n'est pas la même partout, et les eaux de surface de l'océan Arctique sont déjà parmi les plus fraîches au monde en raison des grandes quantités de ruissellement des rivières.

C'est cette eau douce qui rend possible la banquise :elle maintient l'eau froide en surface, au lieu de laisser ce liquide plus dense couler en dessous de moins dense, eau chaude. De cette façon, l'océan Arctique est très différent des autres océans. Mais à mesure que de plus en plus d'eau douce sort de l'Arctique, ce même mécanisme de stabilisation pourrait perturber les courants océaniques de l'Atlantique Nord qui modèrent les températures hivernales en Europe.

De telles perturbations se sont déjà produites, lors des "grandes anomalies de salinité" des années 1970 et 1980. Mais il s'agissait d'événements temporaires. Si trop d'eau douce froide de l'Arctique se déverse continuellement dans l'Atlantique Nord, le renouvellement des océans pourrait être perturbé de manière plus permanente.

Ironiquement, cela atténuerait les impacts du réchauffement climatique pendant l'hiver dans le nord de l'Europe pendant un certain temps. Mais perturber les courants océaniques pourrait avoir des effets négatifs sur le climat à long terme et sur les écosystèmes de l'Atlantique Nord.

Un signal dans le bruit

La mission principale de la recherche pour Alexandra Jahn, auteur principal de la nouvelle étude et professeur adjoint au Département des sciences atmosphériques et océaniques et à l'Institut de recherche arctique et alpine, et son étudiant diplômé, Laiho, était de faire la différence entre les cycles de variabilité naturelle des quantités d'eau douce de l'Arctique et l'impact du changement climatique. Ils ont examiné les résultats d'un ensemble de modèles exécutés de 1920 à 2100.

"Quand on regarde toutes les simulations ensemble, nous pouvons voir s'ils font tous la même chose. Si c'est le cas, alors c'est dû à une réponse forcée, " a déclaré Jahn. " Si ces changements sont suffisamment importants pour qu'ils ne puissent pas se produire sans augmenter les gaz à effet de serre dans les simulations du modèle, c'est ce que nous appelons l'émergence d'un signal clair de changement climatique. Et ici, nous voyons des signaux de changement climatique si clairs pour l'eau douce de l'Arctique au cours de la décennie actuelle. »

Leurs résultats ont montré que le détroit de Nares, qui relie le Groenland et le Canada et est la porte d'entrée la plus septentrionale entre l'Arctique et les océans plus austral, sera le premier endroit où l'on verra une augmentation des exportations d'eau douce attribuable au changement climatique au cours de la prochaine décennie. D'autres détroits plus au sud et à l'est, dont les détroits de Davis et Fram, sera le prochain à montrer ce signal.

Les chercheurs ont également passé les modèles à travers différents scénarios d'émissions pour voir si ces changements seront affectés par les choix d'émissions des humains au cours des prochaines décennies. Ils ont examiné le scénario du « business as usual » (plus de 4 degrés Celsius de réchauffement d'ici la fin du siècle) et ce qui se passerait si les humains limitaient le réchauffement à 2 degrés Celsius, l'extrémité supérieure des objectifs du GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat) pour ce siècle.

Ils ont constaté que le changement de l'eau douce dans l'océan Arctique et les quantités circulant dans les détroits du nord n'étaient pas affectés car ils seront soumis à une augmentation de l'eau douce avant les années 2040 - et les décisions prises à l'échelle mondiale au cours des prochaines décennies ne les influenceront pas, car ces changements climatiques sont déjà en marche. Mais dans la seconde moitié de ce siècle, les deux scénarios ont divergé, et des augmentations des quantités d'eau douce ont été observées dans plus d'endroits dans le scénario de réchauffement élevé que dans le scénario de réchauffement faible.

"Ce que ce travail nous montre, c'est que nous vivons probablement déjà le premier de ces changements, nous ne pouvons pas encore dire à partir des observations directes, " dit Jahn.

Toute l'eau de l'océan Arctique finit par se retrouver dans l'Atlantique Nord. Mais le timing est tout. Être capable de prédire le moment de l'émergence des signaux de changement climatique permettra aux scientifiques de surveiller les changements à venir en temps réel, et mieux comprendre comment les changements dans l'océan Arctique peuvent avoir un impact sur le climat mondial.

"Cela comble une lacune dans notre compréhension actuelle, et nous aide à poser de nouvelles questions sur ce qui se passe physiquement dans l'Arctique, " dit Jahn.