A3 Anomalies thermiques et variabilité

Topique

Les anomalies thermiques océaniques sont des écarts persistants de la température de surface de la mer par rapport à la climatologie typique de chaque région. Ces écarts ont des conséquences qui dépassent largement le cadre de l'océan : ils modifient la circulation atmosphérique, les régimes de précipitations et affectent la biodiversité marine. C'est précisément cette persistance dans le temps qui explique qu'une anomalie thermique océanique finisse par impacter des systèmes aussi différents que le climat et la vie marine.

Parmi toutes les anomalies thermiques océaniques, El Niño et La Niña sont les plus étudiées : lors d'un épisode El Niño, la température de surface de la mer dans le Pacifique équatorial oriental augmente de deux à quatre degrés par rapport à la normale, tandis que lors d'un épisode La Niña, c'est l'inverse qui se produit et cette même région se refroidit. C'est ce réchauffement ou ce refroidissement du Pacifique équatorial oriental qui, par le biais de téléconnexions atmosphériques, explique qu'El Niño et La Niña finissent par affecter l'ensemble du système climatique planétaire, et non seulement la région où ils prennent naissance.

Les vagues de chaleur marines constituent un type particulier d'anomalie thermique océanique : elles se définissent comme des périodes durant lesquelles la température de surface de la mer reste supérieure au 90e percentile de sa température de référence pendant au moins cinq jours consécutifs, durant généralement de plusieurs semaines à plusieurs mois. Deux mécanismes sont à l'origine de ces vagues de chaleur marines : une diminution des vents, qui réduit l'évaporation et la remontée d'eaux profondes et froides qui refroidissent normalement la surface ; et un approfondissement de la pycnocline, la couche séparant la surface des eaux froides des profondeurs, qui isole davantage ces eaux profondes et froides de la surface.

Une autre anomalie thermique océanique, de signe opposé aux précédentes, est la zone froide persistante au sud du Groenland, dans l'Atlantique Nord, avec des températures de un à deux degrés inférieures à la normale. Cette zone froide est attribuée à l'affaiblissement de la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) : lorsque cette circulation transporte moins d'eau chaude vers le nord, la zone où cette eau plonge se refroidit, et c'est ce refroidissement qui fait de l'intensification de la zone froide de l'Atlantique Nord un signe précoce possible de l'affaiblissement continu de l'AMOC.

Derrière ces anomalies plus localisées se cache une tendance sous-jacente affectant l'ensemble de l'océan : depuis 1955, l'océan a absorbé 93 % de toute la chaleur supplémentaire reçue par le système climatique, se réchauffant en moyenne d'un dixième de degré par décennie dans les 700 premiers mètres de profondeur. Ce réchauffement de fond accroît la stratification océanique, ce qui, à son tour, entrave le mélange vertical, réduit l'apport de nutriments à la zone éclairée où vit le plancton et, en fin de compte, modifie la répartition des espèces marines.

Ainsi, dans un contexte de réchauffement climatique, les vagues de chaleur marines devraient devenir encore plus fréquentes, intenses et étendues qu'elles ne le sont déjà, avec de graves conséquences écologiques sur les récifs coralliens, les herbiers marins et les pêcheries dont dépendent tant de communautés côtières. D’El Niño et La Niña, qui modifient le climat de la planète entière, à la zone froide de l’Atlantique Nord qui pourrait signaler un changement dans la circulation océanique, en passant par le réchauffement climatique qui rend les vagues de chaleur marines elles-mêmes de plus en plus probables, toutes ces anomalies thermiques océaniques convergent finalement vers un seul océan, de plus en plus chaud et stratifié.

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