Lettre (7) Troisième dimension du Réchauffement climatique : L’Océan


    


Lettre (07) Mohammed DIOURI (Physicien)

La troisième dimension du Réchauffement climatique est l’Océan qui rassemble en fait l’ensemble des surfaces d’eau terrestres incluant aussi l’eau sous forme solide (glaciers des pôles et des montagnes) ce qui représente la première importante surface planétaire.

53  La grande stabilité naturelle des changements climatiques est principalement due à la grande inertie des océans qui absorbent plus de 90 % du rayonnement solaire incident et qui embrassent plus de 70% de la surface terrestre avec un volume d’eau salée de l’ordre de 1400000000 km3 (97,5% de l’eau terrestre), ainsi la redistribution de chaleur à travers les océans est un phénomène très lent, plusieurs siècles sont nécessaires pour inverser totalement le sens d’un tel processus.

54  La très faible variation de l’albédo de l’eau liquide de l’ordre de 2 % contribue aussi de façon importante à la  grande stabilité du système climatique complètement à l’inverse de celle des nuages qui observe la plus grande variation (voir 48 de la lettre 6) à l’origine du rôle prédominant dans les perturbations du bilan radiatif terrestre sachant que l’océan demeure le principal fournisseur de vapeur d’eau pour la formation des nuages.

55  L’océan et l’atmosphère forment ensemble une machine thermique fonctionnant à l’énergie solaire. La chaleur est redistribuée à la surface de la planète par les vents et la circulation océanique. L’intensité d’énergie rayonnée par l’atmosphère va dépendre fortement de sa composition, en particulier de son humidité, de l’aérosol et de la couverture nuageuse (gouttelettes d’eau). Par contre le flux de chaleur rayonné par les océans ne dépend que de la température absolue (°K) dont les variations relatives sont faibles. Globalement ce flux radiatif d’IR émis entraîne un refroidissement des océans qui cèdent ainsi un tiers de l’énergie reçue par rayonnement solaire. En moyenne l’océan est plus chaud que l’air et les écarts de température sont assez faibles (de l’ordre de 0,8°C aux tropiques) sauf près des côtes et dans les régions glaciaires (Figure 9. Distribution de la température surfacique des océans, moyennes annuelles en °C)

Figure No 1. Distribution de la température surfacique des océans, moyennes annuelles en °C

(http://www.futura-sciences.com/sciences/)

56  Le fait que les liquides soient plus conducteurs de la chaleur que les autres phases entraine que les océans sont plus sensibles au Réchauffement climatique et subissent leurs effets plus fortement que les terres émergées. La représentation des variations de températures océaniques montre une tendance de croissance depuis 1850 qui s’est accentuée de façon rapide de plus de 0,3 °C ces trois dernières décades (Figure 10. Réchauffement des océans)

Figure N02. Réchauffement des océans

(Ole Humlum Professor, University of Oslo Department of Geosciences)

57  La salinité des océans est un facteur annonciateur du réchauffement climatique anthropogénique. Les faibles perturbations du cycle de l’eau entrainent des variations de la salinité des océans. L’apport d’eau douce, par les fleuves, les rivières et les infiltrations souterraines, dilue l’océan, tandis que les processus d’évaporation augmentent localement la salinité (Figure 11. Salinité des océans).  La modification des distributions des précipitations au niveau planétaire (Evènements El Niño, voir 61) entraine aussi des variations de la distribution de la salinité océanique. D’après David Pierce dans une publication du Geophysical research letters, la tendance des changements de salinité observés dans les océans ne peut s’expliquer que par l’impact de l’Homme sur le climat. L’analyse des observations sur la période (1955-2004) montre une intensification des différences de salinité, les régions particulièrement salées le sont encore plus (plus d’évaporation) et les zones les plus diluées, s’adoucissent encore plus. Seul le forçage humain explique cette accentuation qui s’avère déjà plus rapide que celle prévue par les modèles de calcul

Figure No 3. Salinité des océans

58  La sensibilité des êtres vivants aux variations de la température est assez diverse. Le cas du phytoplancton est très important, ce dernier assez sensible à la température de 13°C (Proche de la température moyenne de la terre 14°C) est un absorbant direct du CO2 à la surface et observe une migration saisonnière vers 50 mètres de profondeur océanique en été. Au titre de premier élément de pompage du CO2 atmosphérique, il constitue ainsi un facteur déterminant dans le rétrocontrôle du réchauffement climatique (Figure 12. Phytoplancton).

Figure No 4. Phytoplancton

59  50 Gt de Carbonne sont transférés avec un cycle de près de trois semaines aux profondeurs océaniques. Près de 90 % de la masse totale de carbone terrestre présent s’est déposée au fond des océans, sous forme d’organismes morts (Le phytoplancton qui vit environ un ou deux jours est entrainé pour se déposer sur le fond après sa mort). A travers les différents âges géologiques, l’Océan est devenu ainsi le premier puit de carbone atmosphérique. Selon Sigman et Haug suivant le régime de pompage biologique de l’océan (Figure 13. Pompe biologique de l’océan), les surfaces des océans ne contiennent jamais plus de 3 Gt de carbone organique et pourtant ils exportent 10 GtC par an due au cycle extrêmement rapide de croissance et d’élimination principalement par gravité des organismes morts.

Figure No 5. Pompe biologique de l’océan

60 Les changements dans les courants océaniques sont aussi une manifestation du réchauffement climatique, la faible proportion d’eau des courants (de l’ordre de 10 %) marque une importante sensibilité vis-à-vis du réchauffement.  Généralement, les courants distribuent la chaleur accumulée à l’équateur vers les pôles. Appelée thermohaline atlantique (Figure 14. Circulation Thermohaline), cette principale circulation océanique permanente est dirigée par les variations de salinité et température des différentes masses d’eau dont le Gulf Stream et la circulation méridienne verticale Amoc (Atlantic Meridional Overturning Circulation) font partie. Actuellement la plongée des eaux de l’Atlantique nord observe un ralentissement expliqué par l’entrainement d’une proportion importante de CO2 anthropique de surface, c’est toute la circulation méridienne, Gulf Stream et Amoc, qui est perturbée, les modèles de prévisions océaniques actuels ne concordent pas encore sur les conséquences de cette perturbation, l’immensité et la connexion des océans font intervenir plusieurs phénomènes de longues périodes qui contribuent à « la relative stabilité » du système.

Figure No 6. Circulation Thermohaline Atlantique

61 Le système Océan-atmosphère observe de temps à autre des anomalies, les vents Alizés poussent les eaux chaudes du Pacifique depuis les côtes du Pérou vers l’Indonésie ou elles s’accumulent, l’inversion de ce phénomène (Deuxième principe de thermodynamique) représente une anomalie principale appelée El Niño. Le Pacifique tropical couvrant un quart de la surface terrestre, ses changements de courants d’eau et de flux d’air entrainent d’importantes modifications météorologiques sur l’ensemble du globe et surtout aux moyennes latitudes et en Amérique du Nord (phénomène qui dure un an et qui a enregistré une accentuation pour 2015-2016, Figure 15). Pour le climatologue Eric Guilyardi (Locean/CNRS, université de Reading au Royaume-Uni), la sécheresse et les fortes températures, qui ont facilité cette année les gigantesques feux de forêts au Canada, ont pour origine le phénomène El Niño.

Figure No 7. Variation de la température de surface pour EL Ninio

62  L’arctique connait un réchauffement très important par rapport aux autres régions terrestres (Figure 16. Variation de la température de surface de l’arctique) sa surface montre un recule permanent de la couverture nuageuse qui se traduit par une diminution de l’albédo amplifiant ainsi le réchauffement régional et global. La perte des glaces détectée depuis 1990 est telle que pour la première fois en 2016 une voie fluviale est possible à travers l’arctique. L’observation continue et permanente des variations des températures, particulièrement celles de l’arctique est réalisée par NOAA avec accès sur le web dont l’exemple du 7 septembre 2016 à 22:45:20 est présenté dans la Figure 16.

Figure No 8. Variation de la température de surface de l’arctique

63  L’analyse des données satellites concernant les nombres et les intensités des cyclones qui se sont produits dans le monde entier entre 1970 et 2004 montre que le nombre de cyclones est resté à peu près constant excepté dans l’Atlantique nord alors que celui d’ouragans puissants a augmenté dans tous les océans étudiés (Tableau 1. Peter Webster, Institut de technologie de Géorgie, USA). Cette augmentation de l’intensité a accompagné l’élévation de la température moyenne de surface océanique (voir 56, Figure 10).

FigureNo 9

64  Manifestement le réchauffement climatique « abîme » les océans, l’étude de tous les écosystèmes marins, du microbe à la baleine et jusqu’aux fonds océaniques, a mis en évidence que des méduses, des oiseaux et du plancton avaient migré en direction des pôles et du froid, parcourant jusqu’à 10 degrés de latitude. L’estimation des migrations climatiques océaniques est “de 1,5 à 5 fois plus rapides que tout ce que nous voyons sur le sol” (M. Dan Laffoley, congrès de l’Union internationale pour la conservation de la nature, 2016). Du même congrès : le réchauffement climatique affecte les systèmes météorologiques et provoque de plus en plus de tempêtes. On affirme également détenir des preuves selon lesquelles le réchauffement des océans “provoque une augmentation des maladies chez les populations végétales et animales”. Des agents pathogènes tels que la bactérie vectrice du choléra ou la prolifération d’algues toxiques peuvent engendrer des maladies neurologiques comme la ciguatera, intoxication alimentaire découlant de la consommation de poissons des zones tropicales et dont le réchauffement marin favorise le développement. Des pathologies tout aussi dangereuses pour l’homme.  Le réchauffement des océans a aussi tué des récifs coralliens à un rythme record, ce qui a pour effet de réduire le nombre d’espèces de poissons, privés de leur habitat naturel. “Nous devons diminuer drastiquement les gaz à effet de serre”, a estimé Carl Gustaf Lundin, directeur des programmes marin et polaire à l’UICN. “Il n’y a aucun doute sur le fait que nous sommes la cause de tout cela. Nous savons quelles sont les solutions” (Sciences et avenir, septembre 2016)

Le réchauffement climatique est plus qu’une réalité

L’orientation écologique est une nécessité tardive !

Suite lettre 8 : Quatrième dimension du réchauffement climatique : L’être humain

Professeur DIOURI

UNUVERSITE MOHAMMED I

FACULTE DES SCIENCES

DEPARTEMENT DE PHYSIQUE

OUJDA

Professeur Mohammed DIOURI


 

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