Auteurs : Alizée Chemison, Dimitri Defrance, Gilles Ramstein and Cyril Caminade

L'étude des climats passés a démontré l'occurrence d'événements de Heinrich au cours desquels d'importantes décharges glaciaires se produisaient au niveau de la calotte polaire nord. Ces énormes débâcles de glace dans l’Atlantique Nord, associées à la fonte d'iceberg pouvant atteindre les côtes du Portugal, avaient tous la caractéristique d’effondrer la circulation méridienne de retournement de l'Atlantique (AMOC). Ces réorganisations océaniques puis atmosphériques avaient un impact sur le climat global jusque dans l’océan austral ou dans le centre de la Chine.

Nous savons que les activités humaines telles que l'industrie, les transports et l'agriculture libèrent des gaz à effet de serre comme le CO₂ entraînant un réchauffement climatique. Ce réchauffement planétaire peut entraîner la fonte partielle des calottes glaciaires de l'Antarctique et du Groenland.

Cette fonte est généralement simulée comme s’effectuant sur des siècles (cf. Fig. 8 du 6^ème rapport du GIEC). De nombreuses études considèrent les calottes de glace comme des éléments de basculement ayant des impacts mondiaux dont les seuils pourraient être franchis dès une augmentation des températures de +1.5°C par rapport à la période préindustrielle. Cependant, les scénarios standards de changement climatique (Representative Concentration Pathways ou RCP) ne tiennent pas compte d'une fonte accélérée des calottes glaciaires qui pourraient produire des événements catastrophiques affectant la circulation océanique, tels les évènements de Heinrich. Les RCP ne considèrent que l'évolution dynamique des émissions de gaz à effet de serre.

Dans cette étude, nous cherchons à évaluer l'impact d'une fonte rapide partielle des calottes glaciaires, Groenland et ouest Antarctique sur le climat et sur les systèmes de mousson, à l’échelle globale et régionale au cours du 21^ème siècle. Nous avons effectué des simulations avec un relâchement d’eau douce en utilisant le modèle climatique global couplé de l'Institut Pierre Simon Laplace (IPSL-CM5A) à basse résolution pour simuler une fonte rapide des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique de l’ouest, équivalente à une élévation du niveau marin de +1 et +3 mètres en 50 ans (2020-2070). Ces apports d'eau douce ont été ajoutés au scénario d'émissions standard RCP8.5 au cours du 21^ème siècle. Les fontes partielles du Groenland et de la calotte ouest Antarctique entraînent des refroidissements locaux dans les zones d’apports d’eaux mais ont des impacts globaux différents.

L’Antarctique occidental, situé en région polaire et entouré par le courant marin circumpolaire, voit son apport d’eau douce dilué par ce fort courant. Ainsi, son impact global est modéré. Le Groenland, quant à lui, est situé dans la région subpolaire. Lorsqu'il fond, il libère de l'eau douce directement dans l'Atlantique Nord ce qui ralentit l’AMOC. Ce ralentissement entraîne des modifications des vents, des gradients de température et de pression inter-hémisphériques, ce qui se traduit par un déplacement vers le Sud de la ceinture de pluie tropicale sur la région de l'Atlantique jusqu’au Pacifique oriental. Les moussons américaine et africaine sont fortement affectées et se déplacent vers le Sud. La saisonnalité des précipitations est affectée par la fonte des glaces du Groenland. La mousson nord-américaine débute plus tard, tandis que la mousson sud-américaine commence plus tôt. La mousson nord-africaine est plus sèche pendant l'été boréal, tandis que la mousson sud-africaine s'intensifie pendant l'été austral. Les changements simulés ne sont pas significatifs pour les moussons asiatiques et australiennes.