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Les « téléconnexions » atmosphériques soutiennent les blobs chauds dans le nord-est de l’océan Pacifique

Le Blob tel qu’observé en 2019-2021 (contours blancs) et les tendances de températures à la surface de la mer entre 1996 et 2021 (échelle de couleurs, en °C par décennie). Crédits : A. Barkhordarian & coll. 2022.

Au cours des dix dernières années, on a assisté à une série de  » blobs chauds  » dans le nord-est de l’océan Pacifique. Ces vagues de chaleur marine causent des dommages considérables aux écosystèmes et à la vie marine dans la région, mais les mécanismes par lesquels elles se développent et se maintiennent sont encore incertains. Un groupe de recherche vient de découvrir qu’elles sont causées par des « téléconnexions » climatiques provenant de séries d’ondes originaires de la mer Méditerranée et de la région de l’Atlantique Nord.

La première zone chaude découverte dans le nord-est de l’océan Pacifique a été le « Blob » de 2013-2016, suivi d’un autre « Blob » chaud en 2019-2021.

Le « Blob » s’étendait des côtes de l’Alaska à la région de Baja en Californie, avec des températures de surface de la mer jusqu’à 6 °C au-dessus de la normale. Des stocks de poissons essentiels tels que le saumon rouge et le cabillaud du Pacifique ont été affectés, et l’événement a entraîné des mouvements géographiques d’un certain nombre d’espèces, dont le phytoplancton, ainsi que la fermeture d’importantes pêcheries et des échouages massifs de mammifères marins et d’oiseaux de mer. Mais certaines espèces se sont multipliées, comme les pyrosomes, des colonies bioluminescentes d’individus de taille millimétrique, communément appelées « cornichons de mer », qui ont été attirées par l’eau chaude.

Le Blob tel qu’observé en 2019-2021 (contours blancs) et les tendances de températures à la surface de la mer entre 1996 et 2021 (échelle de couleurs, en °C par décennie). Crédits : A. Barkhordarian & coll. 2022.

Avec le réchauffement climatique, ces vagues de chaleur marine devraient devenir plus fréquentes, plus importantes et plus longues. Le problème fondamental est que les eaux plus chaudes retiennent moins de dioxyde de carbone et offrent moins de nutriments aux plantes et aux animaux qui y vivent.

Le Blob de 2013 a été provoqué par une crête de haute pression de longue durée qui s’est formée au-dessus du golfe de l’Alaska à l’automne de cette année-là. Bien que certains détails soient incertains, on sait que ces systèmes de haute pression ont maintenu les blobs chauds, tout en provoquant des températures anormalement froides sur l’Amérique du Nord pendant les saisons plus froides.

Des études antérieures ont établi un lien entre cette crête de haute pression et les téléconnexions des anomalies de température de surface des mers tropicales, mais on ne savait pas si de telles téléconnexions provenant de la région extratropicale – les latitudes moyennes – pouvaient également contribuer à la formation de la crête.

Le groupe, dirigé par le professeur Jian Shi de l’Université des océans de Chine et composé de scientifiques de quatre continents différents, a étudié 13 épisodes de blobs chauds dans le Pacifique Nord-Est qui ont culminé entre novembre et mars. Ces recherches sont publiées dans la revue Nature Communications.

En examinant de près les détails des configurations atmosphériques qui se sont développées près de la région dans les mois précédant le début des blobs, ils ont découvert que neuf des 13 blobs chauds se sont produits pendant la phase positive de l’oscillation nord-atlantique (NAO), une configuration météorologique au-dessus de l’océan Atlantique Nord consistant en des fluctuations de pression entre une zone proche de l’Islande et une zone proche des îles Açores, au large de la côte portugaise.

Ils ont également observé que les ondes de Rossby, également appelées ondes planétaires, contribuaient à l’apparition des blobs dans le Pacifique Nord-Est. Les ondes de Rossby sont des ondes inertielles causées par une force de rappel, qui est la force de Coriolis. Ces ondes, observées dans les fluides (l’eau et les atmosphères planétaires), se déplacent d’est en ouest à travers la planète, ce qui prend souvent des années lorsqu’on s’éloigne de l’équateur.

Anomalies de hauteur géopotentielle à 500 hPa associées à des bouffées de chaleur. Crédit : Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-47032-x

Par une longue chaîne de raisonnement causal, on a découvert que les trains d’ondes des régions de la Méditerranée et de l’Atlantique Nord contribuaient aux blobs du Pacifique Nord-Est.

Cette dynamique des trains d’ondes est une source potentielle de prévision des crêtes anormales et des bouffées de chaleur connexes, ainsi que des périodes de froid qui en résultent ailleurs. Cependant, le groupe met en garde contre le fait que ce mécanisme, qui est prédominant en novembre, peut ne pas s’appliquer à d’autres mois d’hiver, car les états de fond (en dehors du Pacifique Nord-Est) jouent un rôle crucial dans la génération et le guidage des ondes de Rossby, influençant ainsi l’établissement de modèles de téléconnexion.

Sur le plan physique, ces trains d’ondes planétaires sont déclenchés par une augmentation des précipitations et un dégagement de chaleur latente au-dessus de la mer Méditerranée et s’accompagnent d’une diminution des précipitations dans l’Atlantique Nord. Ce scénario peut transporter l’énergie des vagues vers le nord-est de l’océan Pacifique, guidé par le courant-jet d’ouest, et y induire une crête de pression anormale.

Dix des 13 événements de blobs chauds, soit environ 77 %, correspondent à des précipitations supérieures à la normale dans la région méditerranéenne. Les variations dans cette région pourraient jouer un rôle important dans le maintien du train d’ondes de Rossby et donc de la crête anormale au-dessus du Pacifique Nord-Est.

Afin de confirmer le rôle moteur des régions de la Méditerranée et de l’Atlantique Nord dans l’excitation des trains d’ondes et de la crête anormale au-dessus du Pacifique Nord-Est, l’équipe a mené des expériences de modélisation atmosphérique à l’aide de la version 5.0 du modèle communautaire de l’atmosphère (CAM5).

Leurs résultats ont montré que lorsque les anomalies de température de surface de la mer sont superposées à la climatologie de l’Atlantique Nord-Est, les crêtes de haute pression anormales sont fortement associées.

De telles téléconnexions extratropicales offrent une prévisibilité potentielle pour les blobs chauds dans le nord-est de l’océan Pacifique et les fluctuations de température au-dessus de l’Amérique du Nord. Les scientifiques et les décideurs politiques ne peuvent pas faire grand-chose dans le premier cas, mais savoir ce qui va arriver dans les régions situées sur la terre ferme pourrait aider à se préparer aux besoins en carburant, au déneigement, à l’aide aux pauvres et aux sans-abri, et même à déterminer si les habitants de la région ont besoin de pneus spéciaux pour leurs véhicules d’hiver ou d’une isolation supplémentaire dans les maisons.

Adaptation Terra Projecs

source : https://phys.org/

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