L'Amérique du Nord a connu une série de vagues de chaleur dangereuses au cours de l'été 2020, battre des records d'un océan à l'autre. Dans l'océan, les conditions de réchauffement extrême deviennent également plus fréquentes et plus intenses. Deux nouvelles études de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) étudient les vagues de chaleur et les courants marins au bord du plateau continental, qui ont un impact sur la circulation océanique régionale et la vie marine.

Dans un article publié le 17 septembre dans le Journal du climat , Les océanographes et collaborateurs de l'OMSI au Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel en Allemagne utilisent un nouveau modèle pour comprendre comment les processus océaniques affectent les vagues de chaleur marines en profondeur au large de la côte ouest de l'Australie. Connu sous le nom de "Ningaloo Niño, " ces phénomènes de réchauffement extrême ont causé des morts massives d'organismes marins, blanchissement des coraux, et des changements écosystémiques potentiellement permanents, qui ont toutes un impact sur la pêche et les économies qui en dépendent.

"Cette zone est un point chaud pour l'augmentation de la température et les événements extrêmes, avec des impacts drastiques sur les espèces marines régionales, ", a déclaré l'auteur principal Svenja Ryan. "Il est important de comprendre où dans la colonne d'eau les changements de température et de salinité se produisent afin que vous puissiez déterminer comment l'écosystème sera affecté."

Pour la première fois dans le sud de l'océan Indien, Ryan et ses co-auteurs, Les océanographes physiques de l'OMSI Caroline Ummenhofer et Glen Gawarkiewicz, ont montré que les effets des vagues de chaleur marines s'étendent jusqu'à 300 mètres ou plus sous la surface le long de toute la côte ouest de l'Australie. Ils ont découvert que pendant les années La Niña, le courant de Leeuwin s'écoulant vers le sud devient plus fort et est associé à des anomalies de température chaude à de plus grandes profondeurs. Ces conditions ont été observées lors de la canicule marine de 2011 qui a conduit au premier blanchissement des coraux enregistré au récif de Ningaloo, un site du patrimoine mondial, et la perte importante d'une forêt de varech à proximité. Pendant les périodes El Niño, les anomalies de température et de salinité associées aux canicules marines sont limitées à la surface de l'océan, montrant que les processus océaniques complexes jouent un rôle important dans la profondeur et l'étendue des événements extrêmes.

Ryan et ses collègues utilisent une approche de modélisation similaire pour étudier les vagues de chaleur marines dans l'Atlantique Nord-Ouest. "Le défi, peu importe où tu vas, est que les canicules marines ont tellement de moteurs, " a déclaré Ryan. " Comprendre les différents types d'événements et leur structure de profondeur associée est crucial pour l'évaluation de l'impact régional et les stratégies d'adaptation, ainsi que pour prédire les changements potentiels dans un climat futur."

Alors que les modèles permettent aux scientifiques de comprendre et de prévoir les changements des processus océaniques à grande échelle, ces modèles reposent sur des données recueillies sur le terrain. Dans une étude publiée le 30 août, 2020, dans le Journal de recherche géophysique :Océans , L'auteur principal Jacob Forsyth a utilisé 25 ans de données océanographiques collectées par le porte-conteneurs (CMV) Oleander lors de ses voyages hebdomadaires entre le New Jersey et les Bermudes. Ces mesures fournissent des informations précieuses sur le Mid-Atlantic Bight Shelfbreak Jet, un courant d'eau froide qui coule vers le sud le long du plateau continental du Labrador au cap Hatteras.

Forsyth, un étudiant diplômé du programme conjoint MIT-WHOI et ses co-auteurs, Gawarkiewicz et l'océanographe physique de l'OMSI Magdalena Andres, remarqué une relation distincte entre le courant et les températures changeantes de la mer. Non seulement le Shelfbreak Jet change-t-il selon les saisons - ralentissant considérablement de l'hiver à l'été - ils ont également constaté qu'il avait ralenti d'environ 10 % depuis le début de la collecte de données en 1992. Le ralentissement du jet est cohérent avec le réchauffement à long terme de le plateau continental.

"Le Shelfbreak Jet est associé à la remontée des nutriments, qui affecte la productivité de la pêche, " a déclaré Gawarkiewicz. " Comme les vagues de chaleur marines deviennent plus fréquentes, nous devons comprendre comment cela est lié au jet."

À partir de 2000, les chercheurs ont commencé à remarquer que les tourbillons de chaleur, l'eau salée se détachant du Gulf Stream – connue sous le nom d'« anneaux à noyau chaud » – avait presque doublé en nombre au large du plateau continental de la Nouvelle-Angleterre. Non seulement ces anneaux font augmenter la température et la salinité de l'eau, ils poussent le Shelfbreak Jet vers le rivage, et parfois complètement fermé ou inverser le sens de son écoulement. Les auteurs ont noté que les courants et les températures changeants sur le plateau continental ont déjà provoqué des changements dans les principales pêcheries de la Nouvelle-Angleterre :le homard qui aime le froid se déplace lentement vers le large, tandis que les calmars à nageoires bleues sont plus communément trouvés plus près du rivage.

"On pourrait appeler ça un 'retour des calamars', où certains de ces anneaux arrivent sur le plateau continental rempli de calmars. D'autres n'en ont pas, " a déclaré Gawarkiewicz. " Le travail de Jacob est une étape importante pour élucider ce mystère et nous aider à prédire comment les courants et les températures de plateau réagiront à l'approche des anneaux. "

Les données océanographiques collectées par le CMV Oleander sont essentielles pour comprendre la dynamique en évolution rapide dans un système complexe, ont déclaré les co-auteurs. Les études précédentes reposent sur des données satellitaires, qui se limitent à des mesures de la surface de l'océan sur une vaste zone. « Regarder la surface ne dira peut-être pas toute l'histoire de ce qui se passe lorsque les anneaux s'approchent du plateau continental, ou leurs effets sur l'upwelling, " a déclaré Forsyth. " Ce document montre à quel point il est important d'avoir ce type de surveillance à long terme. "