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Les éruptions volcaniques qui se produisent dans les régions tropicales (23°N/S de l’équateur) ont été associées à une perturbation brutale des cycles climatiques à l’échelle mondiale dans l’océan Indien au cours du dernier million d’années, selon une nouvelle étude publiée dans Geophysical Research Letters. L’oscillation australe El Niño (ENSO) et le dipôle de l’océan Indien (IOD) sont des interactions climatiques entre l’océan et l’atmosphère qui ont été perturbées pendant près d’une décennie avant de revenir aux niveaux de base antérieurs à l’éruption, et l’effet augmente avec l’intensité de l’éruption.

L’IOD se produit en raison d’un contraste est-ouest dans les températures de surface de la mer, avec des températures plus fraîches que la normale dans l’est de l’océan Indien et plus chaudes à l’ouest. Pendant la phase positive, cela entraîne des changements considérables dans les températures, les précipitations et les vents dans les régions voisines, avec des inondations en Afrique de l’Est et des sécheresses en Asie de l’Est et en Australie. Ces conditions s’inversent lors d’une phase négative de l’IOD.

Benjamin Tiger, du Massachusetts Institute of Technology et du Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) Joint Program in Oceanography/Applied Ocean Sciences and Engineering, États-Unis, et le Dr Caroline Ummenhofer, également du WHOI, ont modélisé des simulations à l’aide du Community Earth System Model Last Millennium Ensemble (CESM-LME) et des données d’entrée de certaines des plus grandes éruptions historiques, notamment le Samalas (1258), le Kuwae (1452), le Tambora (1815), le Huaynaputina (1600) et le Pinatubo (1991).

Ils ont déterminé que les fortes éruptions volcaniques dans les tropiques induisent un IOD négatif au cours de l’année de l’éruption, suivi d’une phase positive l’année suivante, et que l’effet est suffisamment important pour contrebalancer la tendance générale au refroidissement observée dans les tropiques après l’éruption. Ces anomalies positives et négatives de l’IOD durent pendant 7 à 8 ans après l’éruption, avant que le signal ne revienne aux conditions antérieures à l’éruption.

Ce schéma est également influencé par la phase d’un autre cycle climatique cooccurrent, l’oscillation interdécennale du Pacifique (IPO), qui dure 20 à 30 ans et se produit dans une zone plus vaste couvrant les deux hémisphères. Pendant les phases positives, l’océan Pacifique tropical est plus chaud et les régions septentrionales plus froides, alors que c’est l’inverse pendant les phases négatives.

Les chercheurs ont constaté qu’une phase négative de l’IPO se traduisait par une IOD négative plus forte et qu’il en allait de même pour une IPO/IOD positive, ce qui fait de la température de surface de la mer dans le Pacifique tropical pendant l’IPO un facteur clé de la force de la réponse initiale de l’IOD.

Parallèlement, les oscillations ENSO (où la température de surface de l’océan Pacifique varie jusqu’à 3°C et entraîne des changements climatiques) correspondent au réchauffement El Niño après de grandes éruptions tropicales, en particulier pendant les mois d’hiver boréal (décembre-février) de la première année suivant l’événement volcanique, les conditions La Niña étant prédominantes par la suite.

Ce phénomène peut s’expliquer par un gradient de température accru entre la terre et la mer en Afrique et dans l’océan Indien, influençant les alizés d’ouest, ainsi que par une région de remontée d’eau plus froide dans le Pacifique oriental. Tiger et Ummenhofer ont également constaté que la réponse de l’ENSO était en retard de deux mois par rapport à la réponse positive de l’IOD. Parallèlement, les simulations ont mis en évidence une IOD négative coïncidant avec de fortes conditions La Niña au cours des années 3 à 5 suivant l’éruption.

La profondeur de la thermocline (un gradient de température abrupt) dans les océans Indien et Pacifique est un autre facteur qui influe sur la température de surface de la mer et, par conséquent, sur les réactions climatiques. Les éruptions qui se produisent dans des conditions d’IPO positives ont une thermocline moins profonde dans la région de la Warm Pool indo-pacifique et une thermocline plus profonde dans l’océan Indien occidental et le Pacifique oriental, et vice versa dans des conditions d’IPO négatives.

Dans le premier cas, la thermocline est repoussée dans l’océan Indien oriental, ce qui affaiblit le gradient de température de surface de la mer et neutralise donc l’IOD post-éruption. En revanche, dans les conditions de la thermocline, le gradient de température de surface de la mer est renforcé, ce qui prépare le bassin de l’océan Indien à des événements IPO négatifs plus importants après l’éruption. Ces impacts sont les plus importants au cours de la première année suivant l’événement et s’atténuent par la suite.

Il est également important de noter le moment de l’éruption, une éruption se produisant au printemps boréal (mars-mai) est plus susceptible d’avoir un impact sur la réponse IOD/ENSO la même année, tandis que celles se produisant plus tard peuvent avoir un impact climatique retardé ou plus neutralisé.

En plus d’affecter le climat, les aérosols rejetés par les éruptions volcaniques ont un impact sur le forçage radiatif global, l’équilibre entre le rayonnement solaire entrant et sortant. Il en résulte un refroidissement atmosphérique post-éruption qui peut durer des mois ou des années, de sorte que le forçage sur l’IOD/ENSO doit être important pour compenser l’impact de la baisse des températures.

Ces conclusions sont importantes pour les régions sujettes aux éruptions volcaniques, car elles leur permettent d’évaluer les risques et de se préparer aux phénomènes climatiques extrêmes qui en résultent, ce qui pourrait contribuer à atténuer certains des impacts sur l’environnement et les communautés locales.

Adaptation Terra Projects

Source : https://phys.org/

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