Tant de modèles climatiques, si peu de temps… Une nouvelle façon de mesurer la température des océans aide les scientifiques à faire le tri entre les scénarios probables et improbables de réchauffement climatique.

Nous avons entendu dire que la hausse des températures entraînerait une élévation du niveau de la mer, mais ce que beaucoup ne réalisent peut-être pas, c'est que la majeure partie de l'augmentation de l'énergie dans le système climatique se produit dans l'océan.

Une étude menée par des chercheurs de l'UNSW Sydney et du CSIRO a montré qu'un programme de mesure de la température de l'océan relativement nouveau, le système Argo de profilage des flotteurs, peut nous aider à déterminer à quelle modélisation climatique du 21e siècle nous devrions porter le plus d'attention.

Le professeur John Church du Centre de recherche sur le changement climatique de l'UNSW à l'École de biologie, Earth and Environmental Sciences indique que l'étude publiée aujourd'hui dans Nature Changement Climatique est une tentative de réduire la plage prévue des futures augmentations de la température des océans jusqu'à la fin du 21e siècle en utilisant des simulations de modèles qui sont les plus cohérentes avec les découvertes d'Argo dans les années 2005 à 2019.

"Les modèles qui prévoyaient une absorption de chaleur très élevée par l'océan d'ici 2100 ont également une absorption océanique irréaliste au cours de la période de mesure Argo, " dit le professeur Church.

"De même, il existe des modèles avec une absorption de chaleur plus faible à l'avenir qui ne correspondent pas non plus aux données Argo. Nous avons donc effectivement utilisé les observations d'Argo pour dire, « Lequel de ces modèles s'accorde le mieux avec les observations et donc contraint les projections pour l'avenir ? »

Nommé d'après le bateau sur lequel le héros de la mythologie grecque Jason a voyagé à la recherche de la toison d'or, les flotteurs Argo sont chargés d'équipements de haute technologie qui mesurent la température des océans à des profondeurs allant jusqu'à 2000 mètres.

Chaque flotteur Argo envoie des mesures aux satellites qui transmettent ensuite les résultats aux centres d'analyse du monde entier. Il y a plus de 3500 flotteurs dispersés dans le monde, avec la majeure partie d'entre eux gérés par les États-Unis (plus de 2000) tandis que l'Australie représente le deuxième plus grand nombre de flotteurs, numérotation 317.

Le professeur Church affirme que les flotteurs Argo offrent un nouveau niveau de précision dans la mesure de la température. Non seulement les instruments de haute technologie sont plus fiables que par le passé, mais la couverture des océans de la planète est tellement plus complète.

"Auparavant, nous dépendions de navires de recherche réalisant des mesures de très haute précision, mais seulement dans des zones très restreintes. Ou nous ferions en sorte que les navires marchands larguent des instruments non réutilisables dans l'eau qui offrent une meilleure couverture, mais avec des instruments beaucoup moins précis.

« En utilisant ces approches, il y avait des écarts beaucoup plus importants dans l'océan Austral parce que ces eaux étaient moins fréquentées. »

L'omniprésence des flotteurs Argo offre une surveillance en temps réel sans précédent des températures de l'océan qui aidera les océanographes et les climatologues à restreindre leurs projections climatiques sur la base de cette résolution et précision plus élevées des données.

L'histoire complète

L'un des points à retenir de l'analyse par l'équipe des données Argo est que les températures de la terre et de l'air ne racontent qu'une partie de l'histoire de l'absorption globale de chaleur de la planète. Le professeur Church dit que la stabilité apparente des températures au début du 21e siècle ne correspondait pas à l'enregistrement par Argo des températures de la mer au cours de la même période.

"Plus de 90 pour cent de l'énergie piégée par les gaz à effet de serre est stockée dans l'océan et seulement environ 1 pour cent dans l'atmosphère qui se réchauffe, " il dit.

« Dans la première décennie de ce siècle, la température moyenne de surface n'a pas beaucoup augmenté. Et cela a laissé beaucoup de place aux climato-sceptiques pour dire « quel changement climatique ? » » Mais tout au long de cette période, les océans ont continué à absorber de la chaleur - et c'est là que 90 pour cent de l'énergie dans l'océan contre 1 pour cent dans l'atmosphère deviennent d'une importance critique dans le système climatique total.

"Le système climatique augmentait encore son contenu calorifique global au cours de cette période."

Prévisions climatiques

Il s'avère que les projections de la hausse des températures de l'air et de la mer par certains modèles dans un ensemble récent de modélisation dans le projet d'intercomparaison de modèles couplés se réchauffent trop rapidement.

Les modèles en CMIP5, qui a été achevé de 2010 à 2014, correspond mieux aux observations d'Argo que CMIP6, qui n'a été achevé que récemment.

"Certains des 28 modèles CMIP6 que nous avons utilisés étaient plus sensibles aux gaz à effet de serre pour leurs projections, " dit le professeur Church.

"Les projections du changement climatique jusqu'à la fin du siècle prennent toutes en compte les effets des émissions de gaz à effet de serre qui sont déjà responsables d'une grande partie de l'augmentation des températures que nous avons observée au 20e et au début du 21e siècle.

« Même si nous prenons maintenant des mesures énergiques pour limiter les émissions à la limite supérieure de l'objectif de l'Accord de Paris de réchauffement planétaire de 2 °C, les températures des océans devraient encore augmenter de cinq à neuf fois le réchauffement observé d'ici 2081-2100, avec une élévation du niveau de la mer de 8 à 14 cm due à la seule expansion des eaux océaniques réchauffées."

En l'absence d'efforts concertés pour maîtriser les émissions, les océans devraient se réchauffer de 11 à 15 fois le réchauffement observé par Argo en 2005-2019, avec une augmentation du niveau de la mer de 17 à 26 cm due à la seule expansion des eaux océaniques réchauffées, et augmente encore de l'ajout d'eau à l'océan à partir des glaciers et des calottes glaciaires.

Le professeur Church dit que les données Argo ont donné aux scientifiques des chiffres beaucoup plus solides avec lesquels travailler pour faire des projections sur le réchauffement. En réalité, la fourchette probable des projections limitées utilisant les données Argo est 17 pour cent plus étroite que le sixième rapport d'évaluation du GIEC.

« Alors qu'une période d'observation Argo plus longue nous permettra de resserrer davantage la fourchette de réchauffement des océans et d'élévation du niveau de la mer prévus, les observations Argo et les projections des modèles climatiques mettent déjà en évidence la nécessité d'atténuer d'urgence et de manière très significative nos émissions de gaz à effet de serre si nous voulons éviter les impacts dangereux du réchauffement des océans et de l'élévation du niveau de la mer. »