Une parcelle de l'océan Atlantique, juste au sud du Groenland, se refroidit tandis qu'une grande partie du monde se réchauffe. L'origine de ce « blob à froid » a été liée à l'affaiblissement des courants océaniques qui aident à réguler le climat mondial – appelé la circulation de renversement méridional de l'Atlantique (AMOC). Une équipe de scientifiques dirigée par Penn State a trouvé un affaiblissement des impacts AMOC non seulement l'océan mais aussi l'atmosphère, et que ces deux facteurs peuvent contribuer également à l'anomalie froide.
Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Avancées scientifiques.
« Au cours du siècle dernier, la majeure partie de la planète s'est réchauffée tandis que l'Atlantique Nord sous-polaire a obstinément refroidi », a déclaré Pengfei Zhang, professeur de recherche adjoint au Département de météorologie et des sciences atmosphériques à Penn State et co-auteur de l'étude. « Nos résultats aident à expliquer pourquoi ce soi-disant blob à froid existe et a mis en lumière la façon dont les changements futurs dans les courants océaniques pourraient s'effondrer dans le système climatique. »
Des études antérieures sur le blob à froid se sont concentrées sur les courants océaniques qui apportent de l'eau tiède dans l'Atlantique Nord. Mais un océan rafraîchissant entraînera également une atmosphère plus froide et plus sèche, qui peut amplifier davantage l'anomalie froide, ont déclaré les scientifiques.
« Nous avons analysé les modèles climatiques de pointe pour quantifier deux voies sur la façon dont l'AMOC contribue au Blob à froid », a déclaré Yifei Fan, étudiant diplômé à Penn State et auteur principal de l'étude. « Et nous avons constaté que la contribution de l'atmosphère est comparable à celle du transport océanique lui-même, qui n'a jamais été trouvé auparavant. »
L'AMOC apporte de l'eau chaude et salée des tropiques à l'Atlantique Nord, où l'eau devient plus froide, et donc plus dense et coule. Dans un mouvement comme un tapis roulant océanique, les eaux plus fraîches et profondes se déplacent vers le sud et les eaux de surface tropicales chaudes se déplacent vers le nord, ont déclaré les scientifiques.
Mais l'excès d'eau douce de la calotte glaciaire fondante dans l'océan dilue l'eau de l'océan salée, la rendant moins dense et moins capable de couler, ce qui menace d'affaiblir le tapis roulant.
« Il y a une opinion traditionnelle selon laquelle cette circulation à grande échelle s'affaiblit, le transport de chaleur océanique sera réduit et que les latitudes plus élevées dans le nord de l'Arctique se refroidiront », a déclaré Fan. « Mais nous avons constaté que ce n'était pas le seul moyen pour l'AMOC de l'influence. Une autre contribution potentielle est la façon dont le blob à froid influence l'atmosphère, en particulier le couplage entre l'atmosphère et l'océan. »
Les températures de surface de l'océan plus froides peuvent réduire l'évaporation et l'humidité dans l'atmosphère. Cela signifie, par exemple, qu'il y aura moins de vapeur d'eau, un gaz à effet de serre qui emprisonne la chaleur rayonnant de la surface de la Terre.
« La réduction de l'effet de serre, pour le dire simplement, se retournera à la surface et amplifie l'anomalie froide préexistante », a déclaré Fan. « Et sur une échelle de temps plus longue, cette rétroaction peut rendre la goutte à froid plus persistante. »
Les chercheurs ont analysé les simulations à partir de plusieurs modèles de climat mondiaux avancés pour étudier les processus physiques reliant l'AMOC à la blob à froid. Ils ont utilisé un outil de diagnostic appelé cadre de décomposition à température partielle, qui décompose des influences distinctes sur la température.
L'approche a identifié la rétroaction atmosphérique comme plus importante que celle précédemment, selon les scientifiques.
« Habituellement, les gens réfléchissent à la raison pour laquelle cette goutte froide se produit et leur pensée très naturelle et intuitive est de rechercher la contribution océanique », a déclaré Laifang Li, professeur adjoint de météorologie et de sciences atmosphériques de Penn State, co-auteur de l'étude et conseillère de fan. « Nous posons la question, pourquoi l'AMOC ne peut-elle pas influencer la goutte à froid à travers d'autres processus? Et je pense que c'est une nouveauté philosophique de cette étude. »
Les scientifiques ont déclaré qu'une meilleure compréhension de la région de Blob à froid unique est importante en raison de ses impacts climatiques potentiels.
« Le blob à froid peut perturber les activités atmosphériques des jets et des tempêtes, il a donc des implications pour des événements météorologiques extrêmes en Amérique du Nord et en Europe », a déclaré Li, qui est également co-recrute de l'Institut de computation et de sciences de données de Penn State.
Les scientifiques ont déclaré que leurs résultats sont basés sur des modèles climatiques, qui offrent un bon – mais pas parfait – des représentations du monde réel. Des recherches futures sont nécessaires pour confirmer dans quelle mesure les deux voies contribuent au blob à froid.
