Océans et réchauffement planétaire

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1. Océans et climat
Océans et réchauffement planétaire
Oscillation nord-atlantique
Elévation du niveau de la mer
Exercices 1: l'Oscillation nord-atlantique

2. Nutriments océaniques - le fer
Iron in the oceans



Conséquences du réchauffement climatique sur la circulation océanique



Le réchauffement planétaire risque d'avoir un certain nombre de conséquences sur les océans. Nous savons que le dioxyde de carbone se dissout plus facilement dans une eau froide que dans une eau chaude; alors, des températures plus élevées réduiront la capacité des océans à absorber le dioxyde de carbone, ce qui pourra accentuer l'effet de serre. Les apports d'eau douce dans les océans de latitudes élevées sont aussi susceptibles d'être accrus. En effet les modèles informatiques prévoient une augmentation de la pluie aux latitudes moyennes et élevées et la fonte des glaces. Les températures plus fortes sont également la cause de la dilatation de l'eau et ce phénomène additionné avec la fonte des glaces aura pour conséquence une élévation probable du niveau de la mer, ce qui peut conduire à des inondations.



La circulation océanique est très sensible à la quantité d'eau douce qui y participe. La présence d'eau douce joue sur la densité de l'eau de mer et donc sur la capacité de l'eau de mer à couler lorsqu'elle se refroidit. Si l'eau est trop douce, elle n'est pas assez dense pour descendre en profondeur, même si elle se refroidit. Si l'eau ne plongeait pas en profondeur aux latitudes élevées, le Gulf Stream serait dû au vent seul, et la circulation des océans serait limitée.

1. Il y a environ 13 000 ans, la dernière période glaciaire a pris fin et la Terre s'est réchauffée. Suite à ce réchauffement, les glaces ont fondu ce qui a augmenté les apports d'eau douce dans l'Atlantique nord. La circulation océanique s'est alors arrêtée, et la région de l'Atlantqiue nord s'est refroidie. Les approrts d'eau douce ont fini lorsque toute la glace a fondu, et la circulation océanique a pu reprendre son cours. Ceci a causé un réchauffement rapide (à l'échelle des temps géologiques!) puisque de l'eau chaude venant des tropiques a recommencé à voyager vers l'Atlantique nord. Merci pour les figures à R. Alley et au projet CLIVAR. Cliquez sur l'image pour l'agrandir ! (12 KB).

Nous savons grâce aux preuves géologiques que la circulation thermohaline s'est déjà arrêtée dans le passé. Le réchauffement, à la fin de la dernière période glaciaire il y a ~15 000 ans a fait fondre les glaces au-dessus de l'Amérique du Nord, et a alors fait augmenter les apports d'eau douce dans l'Atlantique nord. Ceci a réduit la salinité de l'eau de mer, l'empêchant de plonger en profondeur, et la formation d'eau profonde s'en est trouvée diminuée. On sait que cela a causé l'arrêt de la circulation thermohaline, forçant le Gulf Stream a descendre vers le sud et limitant le transport de chaleur vers l'Europe du nord. Du coup, le réchauffement observé à la fin de la dernière période glaciaire s'est interrompu. Les carottes glaciaires et les analyses des sédiments sous-marins en profondeur prouvent que les températures dans le nord-ouest de l'Europe ont chuté de 5°C, en seulement quelques décennies, renvoyant la région nord-atlantique aux mêmes températures que durant la période glaciaire! Cette ère de l'histoire de la Terre est connue sous le nom de "refroidissement du Younger Dryas". Nous savons également qu'aujourd'hui la circulation océanique change, à cause du réchauffement planétaire. Les observations montrent que l'Atlantique nord est devenu nettement moins salé ces 40 dernières années.

2. Neuf modèles informatiques différents prévoient tous des changements très différents de la circulation océanique suite au réchauffement planétaire. Certains modèles aboutissent à peu ou pas de changement de la quantité d'eau profonde formée dans l'Atlantique nord, et donc peu de changement de la circulation thermohaline. D'autres modèles, eux, concluent que le réchauffement planétaire entraînera une réduction draconienne de la formation de l'eau profonde. L'unité utilisée ici est le Sverdrup (Sv) qui est une unité de débit, c'est à dire de volume d'eau se déplaçant pendant une durée donnée. 1 Sv est égal à 1 million de mètres cubes d'eau se déplaçant en 1 seconde! Le pire scénario prédit que le réchauffement planétaire fera diminuer l'écoulement de l'eau de surface vers les profondeurs de l'Atlantique nord de 15 Sv en 2100, réduisant considérablement la circulation thermohaline. Figure issue du projet CLIVAR. Cliquez sur la figure pour l'agrandir (25 KB).

Lorsqu'on essaye de prévoir l'impact du réchauffement planétaire, il faut se servir de modèles informatiques complexes, qui tous sont basés sur des hypothèses à propos des conditions dans le futur, qui ne peuvent pas bien sûr être testées correctement. En conséquence, les différents modèles prévoient des conséquences différentes. Certains modèles concluent que le réchauffement planétaire mènera à un affaiblissement de la circulation thermohaline durant le siècle présent, mais que la circulation océanique ne s'arrêtera pas complètement; d'autres montrent un arrêt complet de la circulation océanique en raison des apports accrus d'eau douce. Il est donc difficile d'estimer comment sera le climat du futur si la circulation des océans était modifiée.
Quelques modèles prévoient un refroidissement d'environ 2 oC au dessus de l'Europe, à cause de la diminution des apports de chaleur des Caraïbes suite à l'affaiblissement du Gulf Stream.

3. Cette figure montre le changement estimé des températures de l'air au cas où la circulation thermohaline s'arrêterait. La plupart des modèles informatiques prévoient que les températures en Europe deviendront plus froides, à cause du ralentissement du Gulf Stream , ce qui aurait pour effet de diminuer les apports de chaleur des tropiques vers l'Europe du nord. Merci à Michael Vellinga et Richard Wood et au projet CLIVAR. Cliquez sur la figure pour l'agrandir (11Kb).

A ces données, on doit ajouter l'impact du réchauffement climatique dû aux gaz à effet de serre pour obtenir une prévision du climat futur. Au niveau mondial, on prévoit que les températures vont augmenter. Par contre au niveau de l'Europe la plupart des modèles prédisent que les températures changeront peu, ou bien qu'il y aura un léger réchauffement si la circulation thermohaline était quasiment stoppée. On pense que ce faible réchauffement s'accompagnera d'un climat plus humide et plus orageux. Il est à l'heure actuelle très difficile de prévoir où et quand ces orages risquent de se produire. C'est pourquoi nous avons toujours besoin de plus en plus d'observations et de modèles informatiques de plus en plus pointus, afin de savoir avec davantage de précision ce que le futur réserve à notre climat.

A propos de cette page:

auteur: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
1. relecteur scientifique: Prof. Grant Bigg - Department of Geography, University of Sheffield, Sheffield - U.K.
dernière version: 2003-10-01

Last modified: Wednesday, 5 December 2018, 10:10 AM