Intensification du froid extrême aux États-Unis alors que la circulation océanique ralentit

Temps extrêmement froid aux États-Unis en raison du ralentissement de la circulation océanique de l'AMOC. Matthieu Rader

Une circulation océanique plus lente induite par des changements climatiques pourrait intensifier le froid extrême aux États-Unis, selon une nouvelle étude de l'UArizona.

Dans les océans, tout autour de la Terre, circulent des courants marins. Leurs vitesses et parcours dépendent des différences de température et de salinité de l'eau, et les conditions météorologiques dans le monde sont régulées par leur activité.

Une récente publication scientifique  montre que la partie atlantique d'un de ces courants , appelé Circulation méridienne de retournement de l'Atlantique, ou AMOC, influence de manière critique les conditions météorologiques hivernales aux États-Unis. À mesure que l'AMOC ralentit, les États-Unis connaîtront des conditions hivernales plus froides et extrêmes.

Comment fonctionne l'AMOC ?

L'eau chaude se déplace vers le nord, dans la partie supérieure de l'océan Atlantique, et libère de la chaleur dans l'atmosphère aux hautes latitudes. Au fur et à mesure que l'eau se refroidit, elle devient plus dense, ce qui la fait s'enfoncer dans l'océan, où elle reflue vers le sud.

Carte topographique des mers nordiques et des bassins subpolaires avec circulation schématique des courants de surface (courbes pleines) et des courants profonds (courbes en pointillés) qui forment une partie de la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique. Les couleurs des courbes indiquent les températures approximatives. Via Wikipédia CC BY 3.0

Cette circulation transporte une énorme quantité de chaleur - de l'ordre de 1 pétawatt, soit 10 à 15 watts de puissance - vers le nord de l'océan. À l'heure actuelle, la consommation d'énergie dans le monde entier est d'environ 20 térawatts, soit 10 à 12 watts de puissance. Ainsi, 1 pétawatt suffit pour faire fonctionner environ 50 civilisations.

Mais les surfaces océaniques se réchauffent actuellement. Dans le même temps, la calotte glaciaire du Groenland fond, ce qui déverse davantage d'eau douce dans l'océan. Le réchauffement et le rafraîchissement de l'eau peuvent réduire la densité de l'eau de surface et inhiber la descente de l'eau, ralentissant ainsi l'AMOC. Si l'AMOC ralentit, le transport de chaleur vers le nord ralentit également.

Ceci est important, car l'équateur reçoit plus d'énergie du soleil que les pôles. L'atmosphère et l'océan contribuent tous deux à transporter l'énergie des basses latitudes vers les hautes latitudes. Si l'océan ne peut pas transporter autant de chaleur vers le nord, alors l'atmosphère doit plutôt transporter plus de chaleur à travers des processus météorologiques plus extrêmes, aux latitudes moyennes. Lorsque l'atmosphère déplace la chaleur vers le nord, l'air froid est déplacé des pôles et poussé vers des latitudes plus basses, atteignant des endroits aussi loin au sud que la frontière sud des États-Unis.

Considérez-le comme deux autoroutes reliant deux grandes villes. Si l'un est fermé, l'autre reçoit plus de trafic. Dans l'atmosphère, le trafic est la météo quotidienne. Ainsi, si le transport de chaleur océanique ralentit ou s'arrête, le temps devient plus extrême.

L'étude a été motivée par le temps extrêmement froid que le Texas a connu en février. Voici quelques images étonnantes du Big Freeze :

"A Houston, la température quotidienne est tombée à 40 degrés Fahrenheit en dessous de la normale", a déclaré Yin. « C'est la plage typique d'une différence de température été/hiver. Cela a donné au Texas l'impression d'être dans l'Arctique. Ce type de conditions hivernales extrêmes s'est produit plusieurs fois aux États-Unis au cours des dernières années, la communauté scientifique s'est donc efforcée de comprendre le mécanisme derrière ces événements extrêmes. »

La crise au Texas a provoqué des pannes de courant généralisées et catastrophiques, et la National Oceanic and Atmospheric Administration a estimé que les dommages socio-économiques totalisaient 20 milliards de dollars. Yin était curieux de connaître le rôle joué par l'océan dans l'événement météorologique extrême.

Yin et Zhao ont utilisé un modèle climatique mondial de pointe à haute résolution pour mesurer l'influence de l'AMOC sur le froid extrême aux États-Unis.

Ils ont exécuté le modèle deux fois, en examinant d'abord le climat actuel avec un AMOC fonctionnel. Ils ont ensuite ajusté le modèle en introduisant suffisamment d'eau douce dans l'Atlantique Nord à haute latitude pour fermer l'AMOC. La différence a révélé le rôle de l'AMOC par temps extrêmement froid. Ils ont découvert que sans l'AMOC et son transport de chaleur vers le nord, les conditions hivernales extrêmement froides s'intensifient aux États-Unis.

Les chercheurs n'ont pas non plus pris en compte dans leur modèle les effets du réchauffement climatique d'origine humaine, mais c'est un domaine d'intérêt pour l'avenir, a déclaré Yin.

« En gros, nous désactivons simplement l'AMOC (dans le modèle) pour examiner la réponse aux conditions météorologiques extrêmes », a-t-il déclaré. "Ensuite, nous voulons prendre en compte les gaz à effet de serre et examiner les effets combinés du ralentissement de l'AMOC et du réchauffement climatique sur le froid extrême." [Arizona EDU, Nature]

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