Les vagues de chaleur marines dans un climat changeant

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Les vagues de chaleur qui se produisent sur la terre sont bien connues pour avoir des effets néfastes sur la santé humaine, les infrastructures et l'agriculture. Moins d'attention a été accordée à des épisodes analogues dans l'océan, les vagues de chaleur marine, mais l'intérêt pour ces événements transitoires augmente, leurs impacts écologiques et économiques potentiellement dramatiques. sont devenus clairs. Cette prise de conscience accrue de l'importance des MHW a favorisé le désir de comprendre leurs causes et de savoir si elles peuvent être prédites. , Holbrook et al. présenter la première analyse complète des MHW à travers le monde. Ils identifient des facteurs spécifiques de ces événements, ainsi que des associations entre les MHW et les oscillations climatiques connues.

À l'échelle locale, les MHW peuvent être induits par un réchauffement océanique anormal à la surface de l'océan (causé par des changements de la température de l'air, des vents ou de la couverture nuageuse, par exemple) ou par des courants horizontaux ou verticaux entraînant un brassage dans l'océan environnant. Ces processus locaux menant à la production d'eau chaude sanitaire sont souvent liés à des oscillations climatiques à grande échelle, et Holbrook et al. ont cartographié de telles relations au niveau mondial pour les MHW survenus entre 1982 et 2016. Par exemple, les auteurs montrent que certains des MHW les plus intenses se sont produits dans l'océan Pacifique tropical est lors des événements El Niño – la phase chaude de la phase El Niño – Sud. Oscillation (ENSO), qui implique un réchauffement et un refroidissement épisodiques des eaux de surface du Pacifique tropical.

Bien que le centre d’action d’ENSO se situe dans le Pacifique tropical oriental, les analyses de Holbrook et de ses collègues montrent que son influence géographique est beaucoup plus large: ENSO est non seulement le moteur le plus puissant des agents de santé mentale dans une grande partie du Pacifique, mais également dans de vastes régions de la région. Océans Indien, Atlantique et Sud (Fig. 1). Une telle influence est rendue possible par les téléconnexions – voies atmosphériques et océaniques par lesquelles les signaux climatiques peuvent être communiqués sur des milliers de kilomètres.

Figure 1 | Les oscillations climatiques sont associées à la survenue de vagues de chaleur marines. Holbrook et al. rapportent une analyse globale des MHW – des périodes prolongées de températures océaniques anormalement chaudes. Ils constatent que la fréquence des TMS peut être augmentée ou supprimée lors d’oscillations climatiques telles que le phénomène El Niño – Oscillation Australe (ENSO), qui implique un réchauffement et un refroidissement épisodiques des eaux de surface de l’océan tropical tropical. Cette carte montre l’augmentation ou la diminution en pourcentage du nombre de jours de SSH traversant l’océan au cours de la phase chaude d’ENSO, par rapport au pourcentage annuel médian de jours de SSH pour la période allant de 1982 à 2016. (Voir la figure 3 de la réf. 2.)

Une des principales motivations pour comprendre les facteurs déterminants des DMS est de déterminer comment ils peuvent être utilisés pour prédire ces événements. Ces efforts peuvent également s’appuyer sur les recherches antérieures pour prévoir plus généralement les températures des océans. ENSO a déjà été identifié comme une source importante de prévisibilité, permettant la prévision de variables atmosphériques et océaniques telles que les précipitations et la température, jusqu'à un an d'avance. Holbrook et al. suggèrent que les MHW de nombreuses régions pourraient également être prédits sur la base de leur lien avec ENSO et d'autres oscillations climatiques. En revanche, les MHW intenses associés aux courants océaniques au large des côtes est du Japon, de l'Amérique du Nord et de l'Australie sont principalement liés à la nature chaotique du flux dans ces régions et sont moins susceptibles d'être prévisibles.

Parmi les pilotes MHW répertoriés par Holbrook et al. Il s’agit d’un changement climatique à long terme, ce qui pose un problème important qui s’applique également aux autres documents publiés sur ce sujet. Pour expliquer, il convient tout d’abord de noter que la température de l’océan au cours des températures de l’eau chaude est beaucoup plus élevée que la température «normale», qui se modifiera à mesure que l’océan se réchauffera avec le changement climatique. En d’autres termes, la température de l’océan de base changera et les futures eaux usées devraient donc être définies par rapport à la référence décalée.

Cependant, plusieurs études (voir les références 5 et 6, par exemple) décrivant comment les MHW sont influencées par l’influence du climat sur le climat ont défini ces événements en fonction de la température de l’océan pendant une période déterminée, plutôt que par rapport à l’évolution de la situation de référence. Ces études ont conclu que le changement climatique augmente considérablement l'intensité, la fréquence et la persistance des déchets domestiques. Cependant, leurs conclusions reflètent principalement une tendance au réchauffement de l'océan plutôt qu'un changement des MHW eux-mêmes,; En d'autres termes, la température moyenne de l'océan augmente, mais la variabilité autour de la température moyenne reste relativement constante. Fondamentalement, définir les TSM sans tenir compte de la tendance au réchauffement associe la variabilité climatique régionale au changement climatique mondial. Ironiquement, le même type d’argument est utilisé par les négateurs du changement climatique lorsqu'ils citent des températures extrêmes (tempêtes hivernales ou vagues de froid) transitoires comme «preuves» de l’existence d’un changement de température à long terme (réchauffement de la planète).

Ce numéro des définitions MHW brouille également les relations décrites par Holbrook et al., surtout quand étendu dans le futur. Par exemple, les régions qui subissent des effondrements lors d’événements El Niño subissent de la même manière des épisodes de froid pendant les années La Niña (phase froide d’ENSO). Mais si la température de référence changeante n’est pas prise en compte lors de la définition des DHM, les froids futurs des années La Niña seront finalement classés en tant que DHP, car même ces périodes futures relativement froides pourraient être chaudes par rapport aux normes actuelles.

Néanmoins, il existe des mécanismes par lesquels un changement climatique à long terme pourrait modifier ou contribuer aux DMS. Des études antérieures ont montré que, sous l'effet du changement climatique, il pourrait y avoir des changements dans les oscillations climatiques tels que ENSO,, ou dans les téléconnexions qui relient ces oscillations aux régions éloignées de l'océan. Les travaux de Holbrook et de ses collègues nous permettent d’émettre des hypothèses sur l’impact global de tels changements sur les TSM. Il est intéressant de noter que les schémas de changement de la variabilité de la température de l’océan et, par conséquent, de l’intensité des déchets, peuvent être très différents des schémas de réchauffement de l’océan. Plusieurs régions historiquement associées à des TMS intenses devraient se réchauffer fortement jusqu'à la fin du XXIe siècle, mais pourraient en fait afficher une variabilité de la température réduite autour de cette ligne de base plus chaude.. D'autres régions, en particulier celles situées à des latitudes élevées, pourraient connaître une nette augmentation de la variabilité de la température et de l'intensité des déchets, en dépit d'une tendance au réchauffement à plus long terme plus faible.

Comprendre les MHW est essentiel pour évaluer leur impact sur les espèces marines, qui réagissent aux changements environnementaux de différentes manières. Par exemple, les espèces mobiles, y compris de nombreux poissons, peuvent réagir aux changements de température en se déplaçant pour trouver des conditions favorables.. Ces espèces pourraient revenir après avoir été temporairement déplacées par une MHW, mais un réchauffement à long terme modifiera probablement leur répartition de manière permanente. De même, des espèces immobiles telles que les coraux pourraient se rétablir d'une exposition aiguë à des températures plus chaudes, mais pas d'une exposition chronique (réchauffement à long terme)..

La science des MHW, y compris leurs moteurs, leurs impacts et leur évolution future, en est encore à ses balbutiements. Holbrook et al. fournir un cadre précieux pour l’identification des causes des MHW, un cadre sur lequel on peut s’appuyer pour améliorer la prévision de ces événements et notre compréhension de la façon dont ils vont évoluer avec les changements climatiques à long terme.

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