L'Arctique, qui se réchauffe rapidement, a commencé à passer d'un état majoritairement gelé à un climat entièrement différent, selon une nouvelle étude complète des conditions arctiques.

Les conditions météorologiques dans les latitudes supérieures ont toujours varié d'une année à l'autre, avec plus ou moins de glace de mer, des hivers plus froids ou plus chauds, et des saisons de pluie plus longues ou plus courtes au lieu de neige. Mais la nouvelle recherche menée par des scientifiques du Centre national de recherche atmosphérique (NCAR) révèle que l'Arctique s'est maintenant tellement réchauffé que sa variabilité d'une année à l'autre dépasse les limites de toutes les fluctuations passées, signalant la transition vers un « nouveau régime climatique arctique ».

"Le taux de changement est remarquable, " a déclaré Laura Landrum, scientifique du NCAR, l'auteur principal de l'étude. "C'est une période de changement si rapide que les observations des modèles météorologiques passés ne montrent plus ce à quoi vous pouvez vous attendre l'année prochaine. L'Arctique entre déjà dans un climat complètement différent de celui d'il y a quelques décennies à peine."

Dans la nouvelle étude, Landrum et son co-auteur, La scientifique du NCAR Marika Holland, constatent que la glace de mer arctique a fondu de manière si importante au cours des dernières décennies que même une année exceptionnellement froide n'aura plus la quantité de glace de mer estivale qui existait aussi récemment qu'au milieu du 20e siècle. Les températures de l'air en automne et en hiver seront également suffisamment chaudes pour entrer dans un climat statistiquement distinct d'ici le milieu de ce siècle, suivi d'un changement saisonnier des précipitations qui se traduira par des mois supplémentaires au cours desquels la pluie tombera au lieu de la neige.

Pour l'étude, Landrum et Holland ont utilisé des centaines de simulations informatiques détaillées ainsi que des observations des conditions climatiques de l'Arctique. La grande quantité de données leur a permis de définir statistiquement les limites climatiques de «l'ancien Arctique» - ou la variabilité naturelle pouvant se produire d'une année à l'autre - puis d'identifier quand le réchauffement causé par l'homme poussera l'Arctique au-delà de ces limites naturelles et dans un nouveau climat.

Les projections futures utilisées pour l'étude sont basées sur un scénario haut de gamme pour les émissions futures de gaz à effet de serre, une trajectoire connue sous le nom de RCP 8.5. Le papier note, cependant, que la réduction des émissions réduirait l'ampleur du changement climatique dans l'Arctique.

Le changement climatique a des conséquences énormes et de grande envergure pour les écosystèmes, gestion des ressources en eau, planification des inondations, et infrastructures.

La recherche a été financée par la National Science Foundation, qui est le sponsor de NCAR, et la National Oceanic and Atmospheric Administration. Il a été publié cette semaine dans Nature Changement Climatique .

Changement fondamental

L'extrême nord se réchauffe plus rapidement que les régions des basses latitudes, qui est due à un processus connu sous le nom d'amplification arctique. Cela se produit parce que la glace de mer de couleur claire, qui renvoie la chaleur dans l'espace, est remplacé par de l'eau de mer plus sombre, qui emprisonne la chaleur. En outre, les eaux océaniques relativement chaudes ne sont plus protégées en hiver aussi efficacement par les propriétés isolantes de la glace de mer épaisse.

Les changements du climat arctique sont si profonds que l'étendue moyenne de la banquise en septembre, lorsqu'il atteint son minimum annuel, a chuté de 31 % depuis la première décennie de l'ère des satellites (1979-88).

Landrum et Holland ont voulu déterminer si ce déclin montre que le climat arctique a fondamentalement changé. Ils voulaient également étudier les changements de deux autres aspects clés révélateurs de l'état gelé du climat arctique :les températures de l'air en automne et en hiver, et la transition saisonnière des précipitations de principalement de neige à principalement de pluie.

Pour répondre à ces questions, ils se sont tournés vers plusieurs simulations de cinq des principaux modèles climatiques au monde qui ont été utilisés pour un projet de recherche international connu sous le nom de Coupled Model Intercomparison Project 5, ou CMIP5. Le grand nombre de simulations leur a permis de dresser un tableau statistiquement significatif du climat arctique, leur permettant de différencier la variabilité naturelle du climat d'une année à l'autre d'une transition vers un nouveau climat arctique.

Les scientifiques ont comparé la sortie du modèle aux observations, confirmant que les modèles capturaient avec précision le climat passé et pouvaient donc simuler de manière fiable le climat futur.

Landrum et Holland ont ensuite appliqué des techniques statistiques pour déterminer quand les changements climatiques dépassaient les limites de la variabilité naturelle. Pour cette dernière question, ils ont identifié un climat différent comme émergeant lorsque la moyenne décennale était à au moins deux écarts types de la moyenne du climat de la décennie 1950-59.

En d'autres termes, si l'étendue de la banquise a tellement changé que la moyenne en, dire, dans les années 1990 était plus faible dans 97,7 % de tous les cas que l'étendue de la glace de mer pour n'importe quelle année dans les années 1950, puis les années 1990 ont été définies comme un nouveau climat.

Lorsqu'ils ont appliqué ces techniques à l'étendue de la banquise, ils ont découvert que l'Arctique est déjà entré dans un nouveau climat. Chacun des cinq modèles montrait un recul si spectaculaire de la glace de mer qu'un nouveau climat pour la glace de mer était apparu à la fin du 20e et au début du 21e siècle.

Avoir hâte de, ils ont également découvert que l'Arctique pourrait commencer à connaître des conditions largement libres de glace au cours des prochaines décennies. Plusieurs des modèles ont indiqué que l'Arctique pourrait devenir en grande partie libre de glace pendant 3 à 10 mois par an d'ici la fin du siècle, sur la base d'un scénario d'émissions élevées de gaz à effet de serre.

En termes de températures de l'air, Landrum et Holland se sont concentrés sur l'automne et l'hiver, qui sont fortement influencés par la réduction estivale de la glace de mer et le calendrier subséquent de la repousse de la glace. Ils ont découvert que les températures de l'air au-dessus de l'océan entreront dans un nouveau climat au cours de la première moitié ou du milieu de ce siècle, avec des températures de l'air au-dessus des terres se réchauffant sensiblement plus tard dans le siècle.

Le cycle saisonnier des précipitations changera radicalement d'ici le milieu du siècle. Si les émissions persistent à un niveau élevé, la plupart des régions continentales connaîtront une augmentation de la saison des pluies de 20 à 60 jours d'ici le milieu du siècle et de 60 à 90 jours d'ici la fin du siècle. Dans certaines régions arctiques, la pluie peut se produire n'importe quel mois de l'année à la fin du siècle.

"L'Arctique est susceptible de connaître des extrêmes de glace de mer, Température, et des précipitations bien en dehors de tout ce que nous avons connu auparavant, " Landrum a déclaré. "Nous devons changer notre définition de ce qu'est le climat arctique."