[Article] Climat : la fonte de la banquise arctique favorise les hivers froids

Nous avons analysé dans la grande série sur le réchauffement climatique la fonte de la banquise polaire dans ce billet.

Comme nous l’avons vu ici, la vague de froid en Europe de début février 2012 a correspondu à une vague « de chaleur » au Canada.

Cet article traduit par Contre Info est donc particulièrement d’actualité…

En Europe centrale, la probabilité d’hivers froids et d’épisodes de fort enneigement augmente lorsque la superficie de la banquise Arctique est moindre durant l’été. Les scientifiques de l’Unité de recherche de Potsdam de l’Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et océanologique ont étudié le mécanisme par lequel une banquise estivale réduite modifie la pression atmosphérique au dessus de l’Arctique, entrainant des répercussions sur le climat hivernal européen.

Alfred Wenger Institute, Université de Postdam, 26 janvier 2012

Lorsque survient une fonte massive de la banquise arctique en été, comme on l’a observé ces dernières années, deux effets importants sont intensifiés. Tout d’abord, le retrait de la glace, découvrant la surface de l’océan, lui permet de se réchauffer durant l’été sous l’effet du rayonnement solaire. Deuxièmement, cette banquise réduite ne peut plus empêcher la chaleur stockée par l’océan d’être restituée dans l’atmosphère (effet de couvercle). Pour cette raison, l’air subit un réchauffement plus fort que la normale, particulièrement en automne et en hiver, car durant cette période l’océan est plus chaud que l’atmosphère. « Cette élévation de température est confirmée par les mesures actuelles effectuées dans la région Arctique », indique Ralf Jaiser, auteur principal de cette publication.

Ce réchauffement de l’air en surface produit des mouvements ascendants, et l’atmosphère devient alors moins stable. « Nous avons analysé les processus complexes, non linéaires, à l’oeuvre derrière cette déstabilisation et avons montré comment ces nouvelles conditions régnant dans l’Arctique influencent les régimes de circulation et de pression atmosphérique », explique M. Jaiser.

L’un de ces effets concerne la différence de pression atmosphérique régnant entre l’Arctique et les latitudes moyennes, que l’on appelle l’Oscillation Arctique, avec une zone de haute pression sur les Açores et une dépression située sur l’Islande, qui sont souvent cités dans les bulletins météorologiques

Lorsque cette différence est élevée, cela se traduit par un fort vent d’ouest, qui entraine durant l’hiver les masses d’air chaudes et humides de l’Atlantique jusque sur l’Europe. En l’absence de ces vents, l’air froid de l’Arctique peut pénétrer à travers l’Europe, comme ce fut le cas durant les deux derniers hivers.

Les modélisations montrent que la réduction de la banquise durant l’été réduit la différence de pression pendant l’hiver qui suit, permettant ainsi au froid arctique de descendre vers les latitudes moyennes.

Malgré la faible étendue de la banquise à l’été 2011, le début de l’hiver a été doux, mais M. Jaiser précise que « beaucoup d’autres facteurs jouent naturellement un rôle dans le système climatique complexe de notre Terre, et se superposent en partie. Nos résultats expliquent les mécanismes par lesquels les changements régionaux dans la banquise arctique peuvent avoir un impact global, et quels sont leurs effets entre de fin de l’été et la période hivernale. D’autres mécanismes sont liés, comme par exemple la couverture neigeuse en Sibérie ou les influences tropicales. Les interactions entre ces facteurs feront l’objet de futurs travaux de recherche et représentent donc un facteur d’incertitude dans les prévisions ».

Les chercheurs de Potsdam espèrent analyser plus finement ces mécanismes, ainsi que d’autres phénomènes, afin de pouvoir représenter correctement le système climatique de la Terre en incorporant ces résultats dans les modèles. « Notre travail contribue à réduire les incertitudes existantes dans le modèle du climat mondial et à développer des scénarios climatiques régionaux plus crédibles – un élément important pour permettre aux gens de s’adapter aux nouvelles conditions », explique le professeur Klaus Dethloff, Directeur de la Section de la circulation atmosphérique à l’Unité de recherche de Potsdam de l’Institut Alfred Wegener.

Illustration : Ecart de température de l’air au dessus de l’Arctique entre 2000-2009 (période de réduction de la banquise) et 1989-1999. L’axe des y représente l’élévation, exprimée en pression atmosphérique (Hecto-Pascal).

Sur le web :

Impact of sea ice cover changes on the Northern Hemisphere atmospheric winter circulation R. Jaiser, K. Dethloff, D. Handorf, A. Rinke, J. Cohen

The response of the Arctic atmosphere to low and high sea ice concentration phases based on European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) Re-Analysis Interim (ERA-Interim) atmospheric data and Hadley Centre’s sea ice dataset (HadISST1) from 1989 until 2010 has been studied.

Time slices of winter atmospheric circulation with high (1990-2000) and low (2001-2010) sea ice concentration in the preceding August/September have been analysed with respect to tropospheric interactions between planetary and baroclinic waves.

It is shown that a changed sea ice concentration over the Arctic Ocean impacts differently the development of synoptic and planetary atmospheric circulation systems. During the low ice phase, stronger heat release to the atmosphere over the Arctic Ocean reduces the atmospheric vertical static stability.

This leads to an earlier onset of baroclinic instability that further modulates the non-linear interactions between baroclinic wave energy fluxes on time scales of 2.5-6 d and planetary scales of 10-90 d.

Our analysis suggests that Arctic sea ice concentration changes exert a remote impact on the large-scale atmospheric circulation during winter, exhibiting a barotropic structure with similar patterns of pressure anomalies at the surface and in the mid-troposphere. These are connected to pronounced planetary wave train changes notably over the North Pacific.

Source Alfred Wenger Institute, traduction Contre Info

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