Crédit :Jakob Weis, Université de Tasmanie, Auteur fourni
Savoir combien le niveau de la mer est susceptible d'augmenter au cours de ce siècle est essentiel pour notre compréhension du changement climatique futur, mais les estimations précédentes ont généré de larges plages d'incertitude. Dans notre recherche, publié aujourd'hui dans Nature Changement Climatique , nous fournissons une meilleure estimation du réchauffement de nos océans et de sa contribution à l'élévation du niveau de la mer, à l'aide de 15 ans de mesures recueillies par un réseau mondial de flotteurs autonomes d'échantillonnage sous-marin.
Notre analyse montre que sans réduction spectaculaire des émissions de gaz à effet de serre, à la fin de ce siècle les 2 supérieurs, 000 mètres d'océan sont susceptibles de se réchauffer de 11 à 15 fois le réchauffement observé en 2005-19. L'eau se dilate à mesure qu'elle se réchauffe, ce réchauffement entraînera donc une élévation du niveau de la mer de 17 à 26 centimètres. Cela représente environ un tiers de l'augmentation totale prévue, aux côtés des contributions du réchauffement des océans profonds, et la fonte des glaciers et des calottes glaciaires polaires.
Le réchauffement des océans est une conséquence directe de l'augmentation des concentrations de gaz à effet de serre dans l'atmosphère en raison de la combustion de combustibles fossiles. Il en résulte un déséquilibre entre l'énergie provenant du Soleil, et l'énergie rayonnée dans l'espace. Environ 90% de l'excès d'énergie thermique dans le système climatique au cours des 50 dernières années est stocké dans l'océan, et seulement environ 1% dans l'atmosphère qui se réchauffe.
Le réchauffement des océans fait monter le niveau de la mer, à la fois directement par dilatation thermique, et indirectement par la fonte des banquises. Le réchauffement des océans affecte également les écosystèmes marins, par exemple par le blanchissement des coraux, et jouent un rôle dans les événements météorologiques tels que la formation de cyclones tropicaux.
Les observations systématiques des températures océaniques ont commencé au 19ème siècle, mais ce n'est que dans la seconde moitié du 20e siècle que suffisamment d'observations ont été faites pour mesurer le contenu thermique des océans de manière cohérente dans le monde entier.
Depuis les années 1970, ces observations indiquent une augmentation du contenu thermique des océans. Mais ces mesures comportent des incertitudes importantes car les observations ont été relativement éparses, en particulier dans l'hémisphère sud et à des profondeurs inférieures à 700 m.
Pour améliorer cette situation, le projet Argo a déployé une flotte de flotteurs de profilage autonomes pour collecter des données du monde entier. Depuis le début des années 2000, ils ont mesuré des températures dans les 2 supérieurs, 000m des océans, et envoyé les données par satellite à des centres d'analyse du monde entier.
Distribution mondiale des flotteurs Argo. Crédit :projet Argo
Ces données sont de haute qualité uniforme et couvrent la grande majorité des océans ouverts. Par conséquent, nous avons pu calculer une bien meilleure estimation de la quantité de chaleur accumulée dans les océans du monde.
Le contenu thermique global des océans a continué d'augmenter sans relâche pendant le ralentissement temporaire du réchauffement de la surface de la planète au début de ce siècle. En effet, le réchauffement des océans est moins affecté que le réchauffement de la surface par les fluctuations climatiques annuelles naturelles.
Observations actuelles, réchauffement futur
Pour estimer le réchauffement futur des océans, nous devons nous baser sur les observations d'Argo, puis utiliser des modèles climatiques pour les projeter dans le futur. Mais pour faire ça, nous devons savoir quels modèles sont en accord le plus étroit avec les nouveaux, des mesures directes plus précises de la chaleur océanique fournies par les données Argo.
Les derniers modèles climatiques, utilisé dans le rapport historique du mois dernier du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat, montrent tous un réchauffement des océans sur la période des observations Argo disponibles, et ils prévoient que le réchauffement continuera à l'avenir, mais avec un large éventail d'incertitudes.
En comparant les données de température Argo pour 2005-19 avec les simulations générées par les modèles pour cette période, nous avons utilisé une approche statistique appelée « contrainte émergente » pour réduire les incertitudes dans les projections futures du modèle, sur la base d'informations sur le réchauffement des océans dont nous savons qu'il s'est déjà produit. Ces projections limitées ont ensuite fourni une meilleure estimation de la quantité d'énergie thermique qui s'accumulera dans les océans d'ici la fin du siècle.
D'ici 2081-2100, dans un scénario dans lequel les émissions mondiales de gaz à effet de serre continuent sur leur trajectoire élevée actuelle, nous avons trouvé les 2 supérieurs, 000 m d'océan sont susceptibles de se réchauffer de 11 à 15 fois la quantité de réchauffement observée au cours de la période 2005-19. Cela correspond à 17 à 26 cm d'élévation du niveau de la mer due à l'expansion thermique des océans.
Ampleurs du réchauffement des océans à partir des dernières simulations de modèles climatiques et des observations Argo.
Les modèles climatiques peuvent également faire des prévisions basées sur une gamme de différentes émissions futures de gaz à effet de serre. De fortes réductions d'émissions, compatible avec le fait de ramener le réchauffement climatique à environ 2℃ des températures préindustrielles, réduirait le réchauffement projeté dans la partie supérieure 2, 000 m de l'océan à environ la moitié, c'est-à-dire entre cinq et neuf fois le réchauffement des océans déjà observé en 2005-19.
Cela équivaudrait à 8 à 14 cm d'élévation du niveau de la mer en raison de la dilatation thermique. Bien sûr, réduire les émissions afin d'atteindre l'objectif plus ambitieux de Paris d'un réchauffement de surface de 1,5℃ réduirait encore ces impacts.
Autres facteurs liés au niveau de la mer
Il y a plusieurs autres facteurs qui feront également monter le niveau de la mer, outre l'afflux de chaleur dans les océans supérieurs étudiés par nos recherches. Il y a aussi un réchauffement de l'océan profond en dessous de 2, 000m, qui est encore sous-échantillonné dans le système d'observation actuel, ainsi que les effets de la fonte des glaciers et des calottes glaciaires polaires.
Cela indique que même avec une action politique forte pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, les océans continueront de se réchauffer et le niveau de la mer continuera de monter bien après la stabilisation du réchauffement de surface, mais à un tarif très réduit, facilitant l'adaptation aux changements restants. Réduire les émissions de gaz à effet de serre plus tôt que plus tard sera plus efficace pour ralentir le réchauffement des océans et l'élévation du niveau de la mer.
Notre projection améliorée est fondée sur un réseau d'observations océaniques bien plus étendu et fiable que tout ce qui était disponible auparavant. Maintenir le système d'observation de l'océan dans le futur, et l'étendre aux grands fonds marins et aux zones non couvertes par le présent programme Argo, nous permettra de faire des projections climatiques plus fiables à l'avenir.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.