L’intensification des alizés dans le Pacifique, une évolution intrigante enfin élucidée ?

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Le renforcement des alizés que l’on observe depuis plusieurs décennies dans l’océan Pacifique semble contradictoire avec ce que prévoient les modèles en réponse au réchauffement planétaire. Une contradiction qui a nourri un vif débat dans la communauté scientifique. Dans une étude parue début avril, des chercheurs ont fait le point sur cette incohérence apparente. Ils réconcilient pour la première fois modèles et observations grâce à de multiples lignes d’évidences, et démontrent le rôle majeur joué par la variabilité interne au système climatique. 

Les cellules de Walker sont des cellules convectives de grande échelle alignées le long de l’équateur. La plus imposante d’entre elles se situe dans l’océan Pacifique. Elle doit son existence au gradient zonal – selon un parallèle – de température de surface de la mer à ces latitudes.

En situation normale, la branche ascendante de cette dernière est positionnée au niveau de l’Indonésie, là où l’eau est la plus chaude. De nombreux amas orageux la caractérisent. La branche descendante se trouve sur l’est du bassin. Le temps y est beaucoup plus calme et l’eau plus froide. Entre les deux, des mouvements horizontaux s’organisent – d’ouest en est en altitude, d’est en ouest en surface où l’on parle d’alizés.

La cellule de Walker du Pacifique est un élément majeur de la circulation atmosphérique dans les tropiques. Ses modifications – par exemple lors des épisodes El-Niño – sont à l’origine d’un bouleversement des régimes de pluies qui s’étend à presque toute la ceinture tropicale et diffuse même vers les moyennes latitudes. On parle de téléconnexions.

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Représentation schématique des cellules de Walker le long de l’équateur. Notez tout particulièrement la cellule pacifique. Crédits : NOAA.

Une évolution intrigante qui a divisé les scientifiques

Avec le réchauffement du climat, on s’attend à ce que la cellule s’affaiblisse. C’est en tout cas ce que nous indique l’ensemble des simulations numériques. Or, les observations montrent qu’entre 1980 et 2014, c’est un renforcement de la cellule qui a pris place. En particulier, les alizés se sont intensifiés, donnant lieu à une remontée anormale d’eau fraîche sur l’est du bassin et une concentration de chaleur à l’ouest et en profondeur. Une redistribution d’énergie qui a participé au fameux ralentissement du réchauffement en surface entre la fin des années 1990 et le début des années 2010.

Par conséquent, des questions légitimes se posent. Peut-on faire confiance aux modèles sur ce terrain ? Ne se trompent-ils pas de signe quant à la réponse de la circulation de Walker au réchauffement global ?

Une étude majeure publiée ce 1er avril dans la revue Nature Climate Change éclaire vivement ces interrogations. En effet, elle réconcilie pour la première fois les modèles aux observations grâce à de multiples jeux de données indépendants et vient apaiser une longue décennie de débat dans la communauté scientifique.

La problématique du rapport « signal sur bruit »

« La divergence entre les projections des modèles climatiques et les tendances observées a conduit à des questionnements sur la fiabilité de la génération actuelle de modèles ainsi que sur leur représentation des processus climatiques tropicaux », rapporte Eui-Seok Chung, auteur principal du papier.

« En utilisant des données satellitaires, des observations de surface améliorées et un vaste ensemble de simulations de modèles climatiques, nos résultats démontrent que c’est la variabilité naturelle – plutôt que les effets anthropiques – qui est responsable du renforcement récent de la circulation de Walker », relate Axel Timmermann, co-auteur de l’étude.

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Cellules de Walker en condition El-Niño. Le bouleversement des régimes de circulation – et donc de pluies – est évident. Crédits : NOAA.

En analysant les simulations avec un climat qui se réchauffe, les chercheurs soulignent que certaines sorties montrent des périodes de quelques décennies où la cellule se renforce – à l’image de ce que l’on a récemment observé. D’autres où elle s’affaiblit plus rapidement qu’attendu. Toutefois, malgré ces écarts importants entre les différentes sorties sur des périodes relativement courtes, toutes s’accordent sur un ralentissement modéré de la circulation d’ici la fin du siècle.

En d’autres termes, les modèles n’ont pas besoin d’être calés sur la séquence de variabilité naturelle du monde réel pour cerner la réponse climatique de long terme. Ainsi, leur adéquation ou non avec les observations sur des périodes quelques années à quelques décennies n’est pas un facteur déterminant.

En outre, à l’heure actuelle, le rapport signal – i.e. du changement climatique – sur bruit est faible. Ses effets sont donc facilement masqués par les fluctuations internes au système. Les auteurs précisent qu’il faudra encore attendre au moins une vingtaine d’années avant de détecter clairement l’influence anthropique sur la circulation de Walker.

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