Imaginez les changements brusques des moussons tropicales, réduction des précipitations dans l'hémisphère nord, et le renforcement des trajectoires des tempêtes dans l'Atlantique Nord en quelques décennies. Ce sont quelques-uns des impacts auxquels les climatologues s'attendent si la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique (AMOC), qui redistribue la chaleur des régions équatoriales vers l'hémisphère nord, bascule soudainement dans un état dormant en raison du réchauffement climatique. Les conséquences modifieraient radicalement les conditions de l'agriculture, biodiversité, et l'économie dans de grandes parties du monde.

Une étude de modèle par Johannes Lohmann et Peter D. Ditlevsen de Physics of Ice, Climat, et la Terre, L'Institut Niels Bohr, l'Université de Copenhague, Danemark, suggère maintenant l'AMOC, et potentiellement d'autres sous-systèmes climatiques approchant des points de basculement pourraient basculer bien avant l'anticipation en raison du basculement induit par le taux. L'oeuvre, publié aujourd'hui dans PNAS fait partie du projet TiPES financé par l'UE Horizon 2020.

Le temps compte

Les climatologues craignent de plus en plus que plusieurs sous-systèmes climatiques basculent de manière irréversible et abrupte vers un nouvel état si le CO atmosphérique 2 -les niveaux sont poussés au-delà de seuils encore inconnus. Ces sous-systèmes comprennent les calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland, la forêt amazonienne, la mousson Asie-Australie, la banquise de l'océan Arctique, et l'AMOC.

En outre, il n'est pas encore certain que des effets de basculement induits par le taux puissent également se produire. Ces effets se manifestent par un basculement du système vers un nouvel état avant même un seuil théorique dans les conditions extérieures (telles que le CO atmosphérique 2 niveaux) est atteint. Dans le pourboire induit par le taux, le taux de changement, et non la quantité de changement, est le facteur important. En effet, le basculement se produit plus facilement lorsque les conditions du système changent assez rapidement.

Pour étudier le basculement induit par le taux dans le système climatique, le Dr Johannes Lohmann a étudié le phénomène dans un modèle océanique complexe, Véros.

Intrinsèquement imprévisible

D'abord, le seuil de basculement du modèle à des augmentations très lentes de l'apport d'eau douce de l'Atlantique Nord a été identifié. Puis, une série d'expériences ont été menées, où l'apport d'eau douce a augmenté à des taux variables, mais uniquement à des niveaux inférieurs au seuil de basculement. Les résultats ont clairement montré les caractéristiques du basculement induit par le taux.

Spécifiquement, lorsque le modèle océanique a été soumis à une augmentation des apports d'eau douce dans l'Atlantique Nord, qui a simulé l'accélération de la fonte de la calotte glaciaire du Groenland sur des échelles de temps de 10 à 150 ans, l'AMOC avait une forte tendance à basculer vers un état dormant avant que son seuil ne soit atteint.

Il est également apparu qu'en raison de la dynamique chaotique du modèle océanique, le basculement induit par le taux était très sensible aux changements infimes des conditions initiales et à l'augmentation du taux de changement de l'eau de fonte. Cela rend le seuil de basculement flou. Par conséquent, le devenir qualitatif de la circulation océanique, c'est-à-dire s'il s'effondrera ou restera comme l'État moderne, reste intrinsèquement imprévisible.

Inquiétant, si réel

L'occurrence d'un basculement induit par le taux dans un modèle océanique mondial donne des preuves importantes qu'un ou plusieurs sous-systèmes climatiques peuvent basculer parce qu'ils sont poussés trop rapidement en raison du réchauffement climatique. Il reste à montrer si cela est effectivement une réalité à travers plus de modèles dans la hiérarchie des modèles climatiques.

Cependant, les résultats soulignent les limites fondamentales de la prévisibilité climatique et corroborent la nécessité de limiter les émissions de CO 2 afin d'éviter les basculements dangereux et imprévisibles.

"C'est une nouvelle inquiétante. Parce que si c'est vrai, il réduit notre espace d'exploitation sûr, " dit Johannes Lohmann.