Un cycle majeur des températures de l'océan Pacifique change en raison du changement climatique, et cela pourrait conduire des décennies de mégadrught dans l'ouest des États-Unis
L'océan Pacifique se déplace à travers un cycle de décennies de températures changeantes
Les eaux du nord de l'océan Pacifique se déroulent naturellement entre les motifs de températures fraîches et chaudes toutes les quelques décennies. Mais des centaines de simulations à partir de modèles climatiques suggèrent que le réchauffement de l'origine humaine a peut-être verrouillé ce cycle dans un schéma qui entraîne un mégadrough dans l'ouest des États-Unis – et pourrait prolonger cette dynamique pendant des décennies.
«Nous nous attendons à ce que tant que le forçage des gaz à effet de serre continue d'augmenter, il y aura une sécheresse météorologique continue dans l'ouest des États-Unis», explique Jeremy Klavans à l'Université du Colorado, Boulder.
Depuis les années 1850, les températures de la surface de la mer dans l'océan Pacifique du Nord ont régulièrement parcouru une phase positive, avec des températures supérieures à la moyenne dans les parties clés de l'océan, et une manière négative, caractérisée par des températures plus fraîches que la moyenne. Ce cycle lent, qui se déroule au cours des décennies, est appelé l'oscillation du Pacifique Decadal (APD).
Cependant, depuis la fin des années 1980, ce cycle a subi une tendance négative prolongée. La surface de l'océan a maintenu une forme en fer à cheval d'eau plus froide que la moyenne entourant un intérieur plus chaud. Le mois dernier, cette phase négative a vu son anomalie de température plus fraîche que la moyenne atteindre un nouveau record.
Dans des recherches antérieures, les modèles climatiques ont suggéré que cette tendance à long terme pourrait se produire naturellement – mais ce serait un événement rare unique dans un millénaire. Klavans et ses collègues pensaient que cela semblait peu probable. «Les modèles climatiques pris à leur valeur nominale n'avaient pas la réponse pour nous», dit-il. «Ils nous ont dit que c'était de la malchance.»
Le réchauffement climatique dû aux émissions humaines pourrait jouer un rôle, mais déterminer si elle avait une influence était difficile, car le signal de cette influence était relativement faible dans les modèles climatiques. «Il a été submergé par un tas de bruit interne», explique Klavans.
Pour isoler le signal, Klavans et ses collègues ont examiné les changements dans les températures de l'océan Pacifique sur près de 600 simulations du climat de la planète générées par une suite de modèles, un effort nécessitant une quantité massive de puissance de calcul. En regardant le changement moyen dans toutes ces simulations annulées le bruit statistique généré par chaque modèle, révélant l'influence des émissions humaines sur les tendances à long terme de l'APD.
Jusqu'en 1950, les chercheurs ont constaté que les émissions humaines ne pouvaient expliquer presque aucun des changements dans le cycle. Cependant, à partir de 1950, les changements dans les émissions humaines pourraient expliquer environ la moitié du changement. Entre 1950 et les années 1980, ils ont trouvé la pollution des aérosols – ce qui crée un effet de refroidissement en reflétant la lumière du soleil – a poussé l'APD vers sa phase positive. Entre 1980 et 2014, une réduction de la pollution des aérosols dans l'hémisphère nord, ainsi que l'effet de réchauffement des gaz à effet de serre, ont poussé l'APD vers sa phase négative.
L'oscillation décadale du Pacifique est un schéma de températures de l'océan
Les simulations des chercheurs se terminent en 2014, mais la tendance négative s'est poursuivie au cours de la dernière décennie. Il a persisté malgré deux El Niños, qui sont des événements de réchauffement de l'océan, qui devaient retourner l'APD à sa phase positive, explique Pedro Dinezio, également à l'Université du Colorado, Boulder. Dans une étude connexe, les chercheurs ont modélisé à quel point le réchauffement influencerait la tendance négative.
«Nous avons examiné le futur, et les modèles le font persister pendant au moins quelques décennies de plus», explique Dinezio. « Tant que l'hémisphère nord continue de se réchauffer, l'APD sera coincé dans cette phase négative. »
C'est un problème pour l'ouest des États-Unis, car la phase négative du PDO maintient les précipitations hivernales en dessous de la moyenne dans une grande partie de cette région. Ce changement contribue à la mégadrouilled exceptionnellement longue qui a desséché l'ouest des États-Unis depuis le début du siècle. Nous savions plus que des températures locales plus élevées induites par le changement climatique d'origine humaine exacerbent cette sécheresse; Une APD négative soutenue est une manière de plus pour le changement climatique aggrave la sécheresse.
Ces résultats sont surprenants parce que «cela remet en question la sagesse héritée que le modèle de type PDO est quelque chose qui découle de la variabilité interne», explique Tripti Bhattacharya à l'Université de Syracuse à New York.
La découverte suggère également que les modèles climatiques pourraient avoir un biais pour sous-estimer l'influence humaine sur les cycles de température majeurs dans l'océan et l'atmosphère, explique Bhattacharya. «Nous savons que les modèles du système terrestre ont des biais persistants dans certaines régions, et le Pacifique Nord en fait partie.»
Cependant, elle souligne que les résultats sont encore limités par les biais inhérents aux modèles – et il y a encore du travail à faire pour comprendre le mécanisme spécifique par lequel les émissions humaines influencent l'OPD.
Déterminer la quantité de ces tendances à long terme à la variabilité naturelle au sein du système climatique et à quel point pourrait être dû à l'influence des émissions humaines, «est l'une des questions scientifiques les plus fondamentales de la science du système de terre», explique Gerald Meehl au Centre national américain de recherche atmosphérique au Colorado. « La réalité probable est probablement une combinaison des deux. »
