Dernière maj le 17/08/2005

L'arrêt du Gulf Stream?

L'océan est un des moteurs majeurs du climat sur notre planète. Les services qu'il rend au climat se caractérisent, entre autres par :

Une forte inertie thermique. L'océan se réchauffe et se refroidit beaucoup moins vite que les continents, ce qui fait du climat océanique un climat plus tempéré que le climat continental dont l'amplitude thermique est beaucoup plus grande. Si cette inertie est un cadeau pour l'instant elle jouera plus tard contre nous en ralentissant le refroidissement lorsqu'on aura décidé de stopper nos émissions.

L'apport d'eau sur les continents. Les pluies qui se déversent sur les continents proviennent de l'évaporation de l'eau au dessus des océans et donc, qui dit réchauffement climatique, dit plus d'évaporation et donc plus de pluviométrie à la fois sur l'océan avec les conséquences que nous verrons plus loin et sur les continents, avec des conséquences comme l'augmentation de la fréquence des innondations ou d'avantage d'ouragans.

La présence de grands courants thermohalins, comme le fameux Gulf Stream, qui sont des circulations d'eau à grande échelles sous l’effet des variations de densité liées aux différences de température et de salinité. Dans l’Atlantique Nord, la circulation thermohaline consiste en un déplacement vers le nord des eaux chaudes de surface et en un déplacement vers le sud des eaux froides des grands fonds, entraînant un transfert net de chaleur vers le pôle. Les eaux de surface s’enfoncent vers le fond dans des zones très restreintes situées à des latitudes élevées.

La capacité d'être encore un puits de carbone qui absorbe une grande partie du CO2 atmosphérique. Aujourd'hui, l'océan est un puits de carbone dont la capacité d'absorbtion a d'ailleurs augmenté en même temps que la quantité de CO2 dans l'atmosphère.

Or il se trouve que le réchauffement planétaire pourrait affecter la circulation thermohaline, ce qui aurait un impact important sur les points ci dessus.
Mais tout d'abord, posons le problème en décrivant en quoi consiste la circulation thermohaline.

La circulation thermohaline

Dans les océans, sous les effets conjugués des vents, des variations de la densité, de la température de l'eau, de grand courants sont activés et circulent, tels de grands fleuves d'eau déplaçant d'enormes quantités de chaleur sous les océans.

Parmi les grands courants constituant la circulation themohaline mondiale, le plus connu des européens est le Gulf Stream. Ce courant permet un réchauffement significatif du nord de l'Europe. En rouge, on peut voir les courants chauds de surface, en bleu les courants refroidis, plus denses en sel et plus chargés en CO2. Les zones surlignées de blancs sont les zones où se produisent un réchauffement atmosphérique. Le cycle complet dure des centaines d'années.

Dans l’Atlantique Nord, la circulation thermohaline consiste en un déplacement vers le nord des eaux chaudes de surface et en un déplacement vers le sud des eaux froides des grands fonds. Ceci entraîne un transfert net de chaleur vers le pôle, transfert de chaleur qui bénéficie à l'europe. Chacun a pu constater que les hivers Français sont moins rigoureux que les hivers Quebecois, bien que les deux pays se situent approximativement à la même lattitude

Le moteur de cette circulation thermohaline est constitué de plusieurs facteurs mécanique (la rotation de la terre) et chimique (la variation de la densité de l'eau en sel. Plus l'eau est dense en sel, plus elle s'alourdit).

Si le premier facteur est bien évidemment un invariant , la densité de l'eau en sel peut être affecté par une forte pluviométrie qui diminue la teneur en sel de l'eau de surface et par la glaciation qui, au contraire augmente la teneur en sel de l'eau de surface.

Tout les modèles climatiques connus à ce jour mettent en évidence un affaiblissement de la circulation thermohaline dans l’hémisphère Nord qui réduira le réchauffement en surface dans la partie septentrionale de l’Atlantique Nord. Ainsi, peut on lire dans le dernier rapport du GIEC en 2001 :

"Le rafraîchissement des eaux dû à l’écoulement accru et à l’augmentation des pluies dans l’Arctique, la fonte des glaciers continentaux dans l’Antarctique et la diminution de la formation de glaces de mer ralentiront les circulations thermohalines de l’Atlantique Nord et de l’océan Austral et réduiront la ventilation des eaux océaniques profondes.

Ces discontinuités pourraient avoir des effets graves à l’échelle régionale, voire mondiale, mais les analyses poussées des répercussions font encore défaut. Selon plusieurs simulations de modèles climatiques, la circulation thermohaline dans l’Atlantique Nord s’arrêterait complètement avec un réchauffement élevé. Ce phénomène pourrait prendre des siècles, mais il serait possible d’observer des arrêts régionaux de la convection et un affaiblissement important de la circulation thermohaline au cours du prochain siècle. Une telle situation serait susceptible de modifier rapidement le climat dans l’Atlantique Nord, avec des effets majeurs sur les sociétés et les écosystèmes.."

Dans le rapport du GIEC de 2001, on peut lire que "dans les expériences où la concentration de gaz à effet de serre dans l’atmosphère se stabilise à deux fois son niveau actuel, on prévoit que, dans l’Atlantique Nord, la circulation thermohaline se rétablira en l’espace d’un à plusieurs siècles. La circulation thermohaline pourrait cependant disparaître complètement dans l’un ou l’autre des hémisphères pour peu que le taux de variation du forçage radiatif soit assez élevé pendant une période suffisamment longue." Le rapport précise encore "Cependant, il est encore trop tôt pour affirmer avec certitude que la disparition irréversible de la circulation thermohaline est probable ou non ou pour préciser à quel seuil elle pourrait se produire et quelles en pourraient être les conséquences pour le climat. Pour l’heure, aucune des projections obtenues à l’aide de modèles couplés ne fait état d’une disparition totale de la circulation thermohaline d’ici à 2100. Si la circulation thermohaline dans l’Atlantique Nord s’affaiblit dans la plupart des modèles, les rôles relatifs de la chaleur en surface et des flux d’eau douce varient d’un modèle à l’autre. Les variations de la tension du vent ne semblent jouer qu’un rôle mineur dans la réaction transitoire."

Pour bien comprendre le phénomène, il faut se rappeler que le moteur fonctionne parceque le courant chaud en arrivant au large de la norvège se refroidit ce qui change les conditions de densité de l'eau. Par ailleurs l'évaporation subie au dessus de l'atlantique a pour effet d'augmenter le salinité de l'eau et qu'enfin lorsque le courant arrive au confin de l'océan glacial arctique, sa salinité augmente encore le rendant suffisamment lourd pour que les eaux de surface s’enfoncent vers le fond.

Les conséquences de cette évolution

Les conséquences prévisibles de cette évolution sont :

L'Europe pourra dire au revoir à ces hivers doux. En effet nous devons la relative douceur de nos hivers à ce courant qui empèche les vents glaciaux qui proviennent du Labrador de s'engouffrer sur nos pays.
Les hivers devenues très rigoureux auront évidemment des conséquences sur notre agriculture, d'autant que ces hivers rigoureux n'empècheront pas les étés caniculaires. L'impact doit pouvoir être déterminé espèce par espèce. La sélection des espèces les plus resistantes aux variations climatiques pourraient nous sortir d'affaire? (NDLR: Je positive vraiment aujourd'hui!)
La consommation énergétique hivernale sera probablement en augmentation (NDLR: Mais c'est sans tenir compte des mesures d'adaptaion que le génie humain peut inventer. Les normes d'isolation de nos logements, tant pour l'hiver que pour l'été, sont perfectibles). Ces hivers rigoureux n'empécheront pas les climatiseurs de surconsommer en été.
L'organisation de la vie quotidienne devra s'adapter à ces nouvelles conditions climatiques. (NDLR: Je me souviens de l'hiver 1985-1986 où un mois de janvier assez froid avait fortement géné le trafic ferroviaire. Aiguillages gelés, portes des wagons ne fermant plus...) L'activité humaine devra pouvoir s'adapter à ces nouvelles conditions, ce qui n'est pas insurmontable mais à quel coût?

En plus du transfert net de chaleur, la circulation themohaline a pour effet de transporter le CO2 vers les grands fonds sous-marin ou il est en partie absorbé par le phytoplancton et par les coquillages. L'affectation du Gulf Stream aura pour effet direct de diminuer la capacité d'absorbtion donc de puits de carbone des océans.

Un phénomène irréversible?

Bien entendu, si le Gulf stream venait à disparaître, ce ne serait pas de façon irréversible. Nous savons que celui-ci s'est déjà arrété à plusieurs reprise dans le passé et la dernière fois il y a huit mille ans. Le phénomène n'est donc pas irréversible, mais le temps qu'il faudra pour retrouver les conditions de son fonctionnement seront très longue et assurément pas à l'échelle d'une ou de plusieurs vies humaines.

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