Salty Secrets : la NASA décode l'impact côtier d'El Niño

De nouvelles découvertes ont révélé un domaine côtier très sensible aux changements de ruissellement et de précipitations terrestres.

Après avoir contribué à alimenter des températures record en 2023 et à inonder de grandes parties des États-Unis cet hiver, l’actuel phénomène El Niño s’essouffle ce printemps. Les scientifiques ont observé une autre manière dont le phénomène climatique peut laisser des traces sur la planète : la modification de la chimie des eaux côtières.

Une équipe à NASALe Jet Propulsion Laboratory de Californie du Sud a utilisé des observations satellitaires pour suivre la teneur en sel dissous, ou salinité, de la surface des océans pendant une décennie, de 2011 à 2022. À la surface de la mer, les modèles de salinité peuvent nous en dire beaucoup sur la façon dont l'eau douce tombe, coule et s’évapore entre la terre, l’océan et l’atmosphère – un processus connu sous le nom de cycle de l’eau.

Le JPL L'équipe a montré que les variations d'une année sur l'autre de la salinité près des côtes sont fortement corrélées à l'oscillation australe d'El Niño (ENSO), le terme collectif désignant El Niño et son homologue, La Niña. ENSO affecte la météo dans le monde de manière contrastée. El Niño, lié à des températures océaniques plus chaudes que la moyenne dans le Pacifique équatorial, peut entraîner des chutes de pluie et de neige plus importantes que la normale dans le sud-ouest des États-Unis, ainsi qu'une sécheresse en Indonésie. Ces tendances s’inversent quelque peu pendant La Niña.

Les instruments spatiaux peuvent suivre la façon dont la salinité varie selon la région et la saison. Utilisant les données satellite de la NASA, cette carte montre comment les pluies de mousson et l'eau douce qui coule dans le golfe du Bengale le maintiennent beaucoup moins salé que la mer d'Oman, à l'ouest. (Les zones de faible et de forte salinité sont représentées respectivement en bleu et en jaune.) Crédit : Studio de visualisation scientifique de la NASA

Par exemple, lors de l’événement exceptionnel El Niño de 2015, les scientifiques ont observé un effet global particulièrement net sur le cycle de l’eau : la diminution des précipitations sur les terres a entraîné une diminution du débit moyen des rivières, ce qui a entraîné des niveaux de salinité nettement plus élevés dans des zones aussi éloignées les unes que les autres. à 125 milles (200 kilomètres) du rivage.

À d’autres moments, c’est le contraire qui a été constaté : les zones où les précipitations terrestres étaient supérieures à la normale ont vu le débit des rivières augmenter, réduisant ainsi la salinité près de ces côtes.

« Nous sommes en mesure de montrer la salinité côtière en réponse à ENSO à l'échelle mondiale », a déclaré l'auteur principal Séverine Fournier, physicienne des océans au JPL.

L’équipe a découvert que la salinité est au moins 30 fois plus variable dans ces zones dynamiques proches des côtes qu’en haute mer. Le lien entre la pluie, les rivières et le sel est particulièrement prononcé à l’embouchure des grands systèmes fluviaux tels que le Mississippi et l’Amazone, où les panaches d’eau douce peuvent être cartographiés depuis l’espace lorsqu’ils se jettent dans l’océan.

Le fleuve Amazone déverse des millions de gallons d’eau dans l’océan chaque seconde – suffisamment pour modifier la salinité moyenne de la surface mondiale. Un panache d’eau à faible salinité est représenté ici en bleu foncé, s’éloignant de l’embouchure de la rivière au gré des courants océaniques. La goutte bleue au nord-ouest est le panache de l’Orénoque. Crédit : Studio de visualisation scientifique de la NASA

Le sel comme signal

Avec le réchauffement climatique, les chercheurs ont observé des changements dans le cycle de l’eau, notamment une augmentation des précipitations extrêmes et du ruissellement. À l’intersection de la terre et de la mer, les eaux côtières peuvent être celles où les impacts sont les plus détectables.

« Compte tenu de la sensibilité aux précipitations et au ruissellement, la salinité côtière pourrait servir en quelque sorte d'indicateur, indiquant d'autres changements qui se déroulent dans le cycle de l'eau », a déclaré Fournier.

Elle a noté que certaines eaux côtières du monde ne sont pas bien étudiées, malgré le fait qu'environ 40 % de la population humaine vit à environ 60 miles (100 kilomètres) d'un littoral. L’une des raisons est que les jauges fluviales et autres dispositifs de surveillance sur site peuvent être coûteux à entretenir et ne peuvent pas assurer une couverture de la planète entière, en particulier dans les régions les plus reculées.

C'est là que les instruments satellitaires entrent en jeu. Lancée en 2011, la mission Aquarius a réalisé certaines des premières observations mondiales spatiales de la salinité de la surface de la mer à l'aide de radiomètres extrêmement sensibles pour détecter des changements subtils dans les émissions de rayonnements micro-ondes de l'océan. Aquarius était une collaboration entre la NASA et l'agence spatiale argentine, CONAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales).

Aujourd'hui, deux outils à plus haute résolution – l'ESA (Agence spatiale européenne) La mission Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) et la mission Soil Moisture Active Passive (SMAP) de la NASA – permettent aux scientifiques de zoomer jusqu'à 40 kilomètres des côtes.

En utilisant les données des trois missions, les chercheurs ont découvert que la salinité de surface dans les eaux côtières atteignait une moyenne mondiale maximale (34,50 unités pratiques de salinité, ou PSU) chaque mois de mars et tombait à une moyenne mondiale minimale (34,34 PSU) vers septembre. (Le PSU équivaut à peu près à des parties pour mille grammes d’eau.) Le débit des rivières, en particulier de l’Amazonie, détermine ce timing.

En haute mer, le cycle est différent, la salinité de surface atteignant un minimum moyen mondial (34,95 PSU) de février à avril et un maximum moyen mondial (34,97 PSU) de juillet à octobre. L'océan ouvert ne présente pas autant de variabilité entre les saisons ou les années car il contient un volume d'eau beaucoup plus important et est moins sensible au débit des rivières et à l'ENSO. Au lieu de cela, les changements sont régis par les précipitations à l’échelle de la planète moins l’évaporation mondiale totale, ainsi que par d’autres facteurs tels que la circulation océanique à grande échelle.

L'étude a été publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique.