Matthew Osman, associé de recherche postdoctoral à l'Université de l'Arizona, stabilise un baril de forage de carottes de glace dans la surface de neige de la calotte glaciaire du Groenland. Crédit :Sarah Das/Institut océanographique de Woods Hole
De nouvelles recherches donnent un aperçu de la façon dont la position et l'intensité du courant-jet de l'Atlantique Nord ont changé au cours des 1, 250 ans. Les résultats suggèrent que la position du courant-jet pourrait migrer en dehors de la plage de variabilité naturelle dès l'année 2060 sous des émissions de gaz à effet de serre non réduites, avec des conséquences météorologiques potentiellement drastiques pour les sociétés des deux côtés de l'Atlantique.
Dirigé par Matthew Osman, un associé de recherche postdoctoral au Centre des systèmes climatiques de l'Université de l'Arizona, l'étude est publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , ou PNAS .
Familier des voyageurs aériens voyageant entre l'Amérique du Nord et l'Europe, le courant-jet de l'Atlantique Nord est le ruban des vents dominants de l'ouest encerclant l'Arctique. Souvent appelé le « jet polaire, " ces vents de haute altitude ont un impact sur le temps et le climat dans l'est de l'Amérique du Nord et l'Europe occidentale, représentant entre 10 % et 50 % de la variance des précipitations annuelles et de la température dans les deux régions. Cependant, on sait peu de choses sur la façon dont le courant-jet a varié dans le passé, ou comment cela pourrait changer à l'avenir.
L'équipe de recherche d'Osman a collecté des échantillons de carottes glaciaires sur près de 50 sites couvrant la calotte glaciaire du Groenland pour reconstituer les changements de vent dans l'Atlantique Nord remontant au VIIIe siècle. Les reconstructions suggèrent que la variabilité naturelle a jusqu'à présent masqué l'effet du réchauffement causé par l'homme sur la dynamique atmosphérique aux latitudes moyennes sur des échelles de temps annuelles et plus longues.
Matthew Osman, associé de recherche postdoctoral à l'Université d'Arizona, et Mike Waszkiewicz, spécialiste du programme américain de forage sur glace, mettent en place un baril de carottes de glace sur la calotte glaciaire du Groenland. Crédit :Sarah Das/Institut océanographique de Woods Hole
"Pour la plupart des endroits sur Terre, les observations climatiques directes ne s'étendent généralement pas sur plus de quelques décennies, " dit Osman. " Alors, nous n'avons pas eu une bonne idée de comment ou pourquoi le courant-jet change sur de longues périodes de temps. Ce que nous savons, c'est que des variations extraordinaires du courant-jet peuvent avoir de graves implications sociétales, comme les inondations et les sécheresses, en raison de ses impacts sur les conditions météorologiques et ainsi, en termes de réflexion sur l'avenir, nous pouvons maintenant commencer à utiliser le passé comme une sorte de prologue."
Les travaux révèlent que bien que la variabilité naturelle ait largement contrôlé la position du courant-jet de l'Atlantique Nord, un réchauffement continu pourrait entraîner des écarts importants par rapport à la norme. En particulier, les projections des modèles prévoient une migration vers le nord du courant-jet de l'Atlantique Nord dans le cadre de scénarios de réchauffement du 21e siècle. Une telle migration pourrait rendre le courant-jet considérablement différent en quelques décennies.
Bien que le courant-jet polaire souffle le plus rapidement près des altitudes de croisière typiques des avions, la bande de vents s'étend en fait jusqu'au sol. Bien que de moindre intensité, Osman a expliqué, près du sol, il est souvent appelé traces de tempête. Les traces de tempête ont un impact sur la météo et le climat à travers le Groenland, affectant les précipitations et les changements de température de l'île. En analysant les variations d'une année à l'autre de la quantité de neige archivée dans les carottes de glace du Groenland, ainsi que la composition chimique des molécules d'eau constituant ces couches annuelles de neige, les chercheurs ont pu extraire des indices séculaires sur la façon dont le courant-jet a changé.
Vue plongeante sur un forage de carottage de glace au sommet de la calotte glaciaire du Groenland. La plupart des carottes étudiées provenaient de profondeurs allant jusqu'à 300-1, 000 pieds sous la surface de la glace. Crédit :Sarah Das/Institut océanographique de Woods Hole
"Ces couches nous renseignent sur les quantités de précipitations tombées au cours d'une année donnée et aussi sur les températures auxquelles les masses d'air ont été exposées, " a déclaré Osman.
Des événements météorologiques comme la vague de chaleur de cet été dans le nord-ouest du Pacifique et les inondations en Europe sont quelques exemples récents de la façon dont le courant-jet affecte les conditions météorologiques en fonction de son intensité ou de son emplacement à court terme, dit Osman. Mais des changements importants pour la société se produisent également sur des échelles de temps plus longues; la reconstitution du passé du courant-jet a révélé que certaines années, ça pourrait être loin au nord, pour s'aventurer plus de 10 degrés plus au sud quelques années plus tard.
"De telles variations ont d'énormes implications sur les types de temps que les gens peuvent rencontrer à un endroit donné, " dit Osman. " Par exemple, lorsque le courant-jet est situé plus au sud, la péninsule ibérique normalement sèche a tendance à connaître des conditions plus douces, conditions plus humides. Mais, au fur et à mesure que le courant-jet migre vers le nord, une grande partie de cette humidité s'éloigne également de la péninsule ibérique vers les régions déjà humides de la Scandinavie. Un courant-jet décalé vers les pôles à l'avenir pourrait donc avoir des mais plus permanent, conséquences."
Dans cette visualisation, qui utilise les observations météorologiques et climatiques de l'ensemble de données MERRA de la NASA, le courant-jet polaire de l'hémisphère Nord est considéré comme un méandre, ceinture rapide de vents d'ouest qui traverse les couches inférieures de l'atmosphère. Crédit :NASA
Nuages le long d'un courant-jet au-dessus du Canada. Des cirrus en bandes perpendiculaires au courant-jet, une caractéristique révélatrice photographiée par un astronaute à bord de la navette spatiale Discovery. Crédit :NASA
L'équipe a été en mesure de faire correspondre certains changements de vitesse du vent et de déplacements géographiques à des calamités historiques liées aux conditions météorologiques. Par exemple, lors d'une famine qui s'abattit sur la péninsule ibérique en 1374, le courant-jet était situé exceptionnellement loin au nord. De la même manière, deux événements de famine dans les îles britanniques et en Irlande en 1728 et 1740 ont coïncidé avec des années où les vents ont soufflé à près de la moitié de leur intensité habituelle, températures considérablement refroidies et réduction des précipitations. Le dernier de ces événements, en 1740, aurait coûté la vie à près d'un demi-million de personnes.
Osman et ses co-auteurs s'attendent à ce que tout changement futur dans le courant-jet de l'Atlantique Nord ait également des implications dramatiques sur la météo et les écosystèmes au jour le jour, avec des effets de retombée affectant les économies et les sociétés nationales.
"Nos résultats servent d'avertissement :bien que pousser le courant-jet au-delà de son aire de répartition naturelle soit problématique, sa trajectoire ultime est encore largement sous notre contrôle, " il a dit.
