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12 mai 2023
Atmospheric and oceanic circulation altered by global mean sea-level rise
Atmospheric and oceanic circulation altered by global mean sea-level rise

Figure 1. Cette figure montre la comparaison des données entre la simulation LIG avec et sans prise en compte de la remontée du niveau marin, et les reconstructions de SST issues de différents proxies avec (petit b) ou sans (petit a)

by Gilles Ramstein

Paper: https://www.nature.com/articles/s41561-023-01153-y

La montée du niveau marin est en cours. Depuis, le début du 20ème siècle, ce niveau global est monté d‘environ 20 cm dans un monde dans lequel la température mondiale a déjà augmenté de 1.2°C. Or, cette remontée pourrait atteindre 1m d’ici la fin du siècle (cf rapport du WG1 du GIEC AR6   et rapport spécial sur océan et cryosphère du GIEC).

 Mais comment ce seul facteur, la remontée du niveau marin, peut-il impacter l’évolution du climat à travers ses interactions avec l’atmosphère et l’océan ?

Pour le savoir, une équipe internationale de climatologues a exploré le dernier interglaciaire, qui s’est produite entre 130 000 et 115 000 ans avant notre ère et qui est la dernière période chaude que la Terre ait connu. Cette période (LIG en anglais, pour Last InterGlacial) a en effet la spécificité d’être similaire à la nôtre, mais avec un niveau marin plus élevé de 5 à 10 mètres associé évidemment à des calottes groenlandaises et ouest antarctique réduites.

Il est pour l’instant difficile d’extraire le signal du bruit pour évaluer l’impact sur le climat des quelques dizaines de cm de remontée du niveau marin qui se sont déjà produites. Cette tâche est bien plus aisée lors du précédent interglaciaire.

Les chercheurs ont utilisé le modèle NORESM qui est un modèle participant au programme international CMIP (1), dont les résultats sont essentiels pour documenter les projections climatiques du GIEC.  Or, dans son dernier rapport, le GIEC a pointé la possibilité d’une remontée du niveau marin pouvant culminer à 10m en 2300 (cf fig.8 du rapport pour décideurs du WG1) ce qui, justement, correspond au niveau marin atteint lors du dernier interglaciaire (LIG en anglais).

Les scientifiques ont, d’une part, fait des simulations inédites du LIG dans le cadre du projet international PMIP en calculant l’impact d’une remontée du niveau marin de 5 et 10m.  D’autre part, ils ont également fait ce même type de simulations pour le climat actuel.

Pour le LIG, ils ont montré que la prise en compte de ce seul facteur, ce qui n’avait jamais été fait auparavant, résolvait un paradoxe. Depuis des décennies, tous les modèles sous-estimaient la variation de température de surface de l’hémisphère sud par rapport à celle reconstruite par les données tant marines que continentales. Or, la prise en compte du niveau marin plus élevé permet de « coller » beaucoup mieux aux données.  

En réponse à la remontée du niveau marin, les vents d’ouest dans l’hémisphère sud diminuent, ce qui modifie profondément la circulation océanique de l’hémisphère sud et permet un transfert de chaleur accru de l’équateur vers les régions du pôle sud et permet un réchauffement de celui-ci.

Forte de ce premier résultat, cette équipe a utilisé le même modèle pour estimer, cette fois pour notre interglaciaire, l’impact climatique d’une remontée de 0.625, 1.25, 2.5, 5, 10 et 20m dans un contexte actuel et une concentration en pCO2 de 400 ppm, le but étant toujours d’analyser le seul impact de la remontée du niveau marin et d’observer si des effets de seuils pouvaient se produire.

 

On peut résumer ainsi les conclusions principales de l’article concernant, non plus le passé, mais les projections possibles de l’impact de la remontée du niveau marin !

1 effets globaux :

 Contrairement au LIG, une forte dépression se creuse sur l’Antarctique qui va augmenter les vents d’ouest de surface dans l’hémisphère sud et conduire à une baisse des températures. Par contre, comme pour la LIG, l’AMOC (courant méridien de retournement de l’Atlantique Nord) baisse.

2 Pour les aspects plus régionaux :

Le réchauffement du Pacifique nord et le refroidissement de l’hémisphère sud provoquent un fort gradient thermique et ce, même pour des valeurs faibles de la remontée du niveau marin.

Le flux d’eau augmente considérablement entre le Pacifique et l’Arctique dû à l’approfondissement du détroit de Béring. Dès que la remontée du niveau marin excède 5m, la circulation va changer considérablement. Plus d’eau d’origine pacifique pénètre en mer du Labrador, abaissant ainsi la salinité, ce qui, in fine, diminue l’AMOC.

L’amélioration spectaculaire des mesures de remontée du niveau marin global et local montrent une véritable accélération. Les valeurs qui jusqu’en 1993 étaient de l’ordre de 1.5mm/an ont déjà doublé et ne cesseront d’augmenter avec la fonte partielle inéluctable des calottes de glace qui vont devenir,  et de loin, le premier contributeur de l’augmentation du volume de l’océan mondial.

Dans ce contexte, cette étude met en évidence l’impact que ce seul facteur a pu et pourra avoir sur le climat.

Cet article ne vise qu’à quantifier le seul impact de la remontée du niveau marin global sur le climat. Evidemment, il y a des limites à cette étude. D’une part, le niveau marin global est une simplification. Il existe une certaine variabilité spatiale. Ensuite, il y a d’autres limitations, parmi lesquelles on peut citer la résolution spatiale de ces simulations globales, le fait qu’un seul modèle est utilisé et la non prise en compte des flux d’eau douce associées aux calottes de glace.  

Glossaire:

CMIP (Coupled Model Intercomparison Program)

PMIP (PaleoClimate Intercomparison Program)

AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation)

 

 
Atmospheric and oceanic circulation altered by global mean sea-level rise

Figure 2. Cette figure montre les résultats des simulations en tenant compte d'une série géométrique d'augmentation du niveau marin de 0,625 à 20 mètres pour les conditions actuelles avec un Co2 de 400ppm.

#351 - Màj : 15/06/2023

 

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