La mer Méditerranée est particulièrement sensible aux vagues de chaleur marine – comme la vague de chaleur record de 2022, caractérisée par des températures de surface de la mer anormalement élevées – en raison de l'interaction des flux de chaleur de mer et des communautés côtières locales, conduisant à des impacts significatifs sur les écosystèmes marins et les communautés côtières.
Une nouvelle étude, dirigée par CMCC, rapproche la communauté scientifique de l'identification des moteurs de ces événements.
Analysant plus de centaines d'événements d'ondes de chaleur marins identifiées par des données satellites avancées et une analyse de clustering, l'étude, apparaissant dans Géoscience de la naturemontre que les crêtes subtropicales persistantes – intrusions d'air chaud du continent africain en Europe, souvent appelées anticyclones africaines – font bien plus que simplement augmenter les températures de l'air.
Alors que les crêtes subtropicales se produisent fréquemment en été, environ tous les deux jours, leur persistance est ce qui crée les conditions critiques de la formation des ondes de chaleur marine. Pendant l'apparition des vagues de chaleur marine, l'occurrence de la crête devient persistante – le système à haute pression associé à la crête devient stationnaire, perturbant le mouvement normal vers l'est des systèmes météorologiques.
Lorsque ces crêtes s'installent sur le bassin méditerranéen pendant cinq jours consécutifs ou plus, ils font encore l'objet des vents dominants, ce qui conduit ensuite la mer à arrêter la chaleur et les eaux de surface se réchauffent rapidement.
« Notre étude identifie les conditions favorables menant aux vagues de chaleur marine et révèle qu'elles sont déclenchées par des crêtes subtropicales persistantes qui affaiblissent les vents forts dans la région », explique le chercheur du CMCC et co-auteur de l'étude Ronan McAdam.
Les résultats démontrent que 63,3%, 46,4% et 41,3% des vagues de chaleur marine dans l'ouest, le centre et l'est de la Méditerranée se produisent respectivement pendant les périodes avec des crêtes subtropicales et des conditions de vent réduites – une concentration remarquable en considérant ces conditions combinées ne se produisent que de 8,6% à 14,6% des jours d'été.
Lorsque les crêtes subtropicales persistent pendant plusieurs jours, la diminution des vitesses du vent qui en résulte entraîne une réduction substantielle de la perte de chaleur de l'océan à l'atmosphère. Cette perte de chaleur représente plus de 70% du flux de chaleur total dans les régions affectées et entraîne la majorité du changement de température de l'océan.
« Il est très satisfaisant d'identifier les mécanismes derrière un phénomène que nous étudions depuis des années », explique l'auteur principal Giulia Bonino.
De plus, les rapports de vraisemblance dans trois grappes méditerranéennes – 26 événements en Méditerranée occidentale, 18 en Méditerranée centrale et 14 en Méditerranée orientale – révélent que lorsqu'une crête subtropicale et des vents faibles frappent ensemble, une vague de chaleur est de quatre à cinq fois plus susceptible de se former.
La découverte de cette relation statistique fournit les bases de systèmes de prédiction plus précis qui pourraient aider à protéger les écosystèmes marins vulnérables et les industries dépendantes des futurs événements extrêmes. Par exemple, dans les températures souterraines du Golfe du Lion, a augmenté de près de 7 ° C sur seulement deux jours au cours des événements les plus extrêmes, illustrant la vitesse dramatique à laquelle les vagues de chaleur marine peuvent se développer et la nécessité de prédictions précises et de réponses efficaces.
« Ce fut une grande collaboration entre les océanographes et les scientifiques de l'atmosphère – l'expertise et les dénombrements de la passion », remarque le co-auteur Ronan McAdam.
En combinant les subtilités de la météorologie avec des données océaniques à haute résolution, l'équipe montre que les systèmes d'alerte précoce peuvent aller au-delà des seuils de température pour embrasser la physique qui déclenche réellement un événement.
Avec les mers méditerranéennes qui se réchauffent plus rapidement que la moyenne mondiale, savoir avec précision lorsqu'une vague de chaleur marine est sur le point de frapper est essentielle.
« Notre travail met en évidence des processus non identifiés auparavant qui sont essentiels pour représenter avec précision les MHW méditerranéens », explique McAdam.
« Ces résultats sont essentiels à l'amélioration des systèmes de prévision et des modèles de systèmes terrestres, représentant une étape clé vers des stratégies efficaces d'alerte précoce et d'atténuation dans le bassin. »
