Une nouvelle étude, parue dans JGR et signalée par skepticalscience, met en évidence l'importance de l'océan profond dans les variations du niveau de l'océan dans son ensemble.

résumé (voir abstract ici)

JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 116, C02020, 16 PP., 2011
doi:10.1029/2010JC006601

Deep ocean warming assessed from altimeters, Gravity Recovery and Climate Experiment, in situ measurements, and a non-Boussinesq ocean general circulation model

Y. Tony Song

Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA

Frank Colberg

Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA

CSIRO Marine and Atmospheric Research, Aspendale, Victoria, Australia

"Des observations ont montré  un réchauffement significatif des fonds océaniques, mais elles sont trop spatialement et temporellement sporadiques pour quantifier la contribution de l'océan profond à l'élévation du niveau marin actuel (SLR).

Dans cette étude, la hauteur de la surface de la mer altimétrie (SSH), le changement de masse de l'océan par gravité (GRACE), le niveau stérique de l'océan supérieur (0-700m) par des mesures in situ ont été utilisés en variabilité saisonnière et en tendance.

Il est montré que ni la moyenne mondiale, ni les tendances régionales du niveau altimétrique ne peuvent être expliquées par la variation stérique de l'océan supérieur  additionnée de la variation de masse (GRACE).

Un  modèle d'océan  de circulation générale (OGCM) non-Boussinesq, permettant de déterminer l'élévation du niveau marin comme une réponse directe à la chaleur ajoutée dans l'océan, est ensuite utilisé pour diagnostiquer la hauteur de l'océan profond stérique.

Contraint par les données de température de surface et les mesures de rayonnement (TOA) au sommet de l'atmosphère, le modèle reproduit le contenu observé chaleur de l'océan supérieur. La combinaison de la hauteur d'océan modélisé profond stérique avec des données d'observation de l'océan supérieur donne la pleine hauteur stérique de l'océan complet.

L'ajout d'une tendance estimée de variation de masse et les données modélisées expliquent non seulement l'altimétrie moyenne de l'océan, mais aussi les tendances régionales .

Le réchauffement de l'océan profond est surtout répandu dans l'Atlantique, l'Océan Indien, et le long du courant circumpolaire antarctique, ce qui suggère une forte relation avec la circulation océanique .

La comparaison avec les mesures disponibles pour les grands fonds montre une bonne concordance, ce qui indique que le réchauffement des océans profonds en dessous de 700 m pourrait avoir contribué à hauteur de 1,1 mm / an au niveau moyen global, soit un tiers de l'élévation observée, de 3,11 ± 0,6 mm / an, sur 1993-2008."

ce que j'en pense

Il faudra attendre la mise à disposition de l'étude complète.

Mais dorénavant on peut faire quelques supputations.

Je commencerai par une critique concernant le fait que la variation de flux TOA que nous jugions imprécise, il y a peu, est utilisée par le modèle des auteurs.

Toutefois les recoupements tant temporels que spatiaux avec les observations sont un bon point.

Sur la période complète 1993-2008, la hausse stérique serait de l'ordre, si j'en crois l'estimation du changement stérique de l'océan supérieur, de 2.3 mm/an.

Il resterait donc environ, pour faire court, 0.8 mm/an d'élévation due à la fonte des glaces terrestres, pendant cette période.

2.3mm/an c'est beaucoup, évidemment.

Cela correspond, approximativement, à un flux de chauffage moyen pendant cette période, de 1.9W/m2, supérieur au déséquilibre de 0.85W/m2 d'Hansen 2005.

Cazenave et al 2008 indiquait  entre 2003 et 2008 une élévation stérique très faible de 0.31mm/an correspondant à un flux de chauffage de 0.26W/m2.

Dans ce contexte, il semble intéressant de rappeler l'étude récente de Wu et al 2010 qui, suite à de nouvelles estimations du rebond isostasique, détermine, entre 2002 et 2008, des pertes de glace pour le Groenland, l'Alaska/Yukon, et l'Antarctique ouest de l'ordre de 2 fois inférieures aux précédentes estimations.

Respectivement, les pertes sont de 104, 101, 64Gt/an soit un total de 269Gt/an.

Il n'y a pas prise en compte d'autres glaces continentales comme les glaciers de l'Himalaya et d'autres plus mineurs et nous allons monter à 357 Gt/an maximum le total, correspondant à 1mm/an d'élévation du niveau pour la contribution glaces.

Si on tient compte de cette nouvelle estimation, les estimations de Cazenave et al 2008, sont évidemment à revoir puisque l'élévation stérique passerait alors à 1.7 mm/an environ, soit plus proche  des 2.3mm/an.

Comme dit plus haut de telles élévations de niveau stérique correspondent à des flux de chauffage important.

l'équation du flux radiatif TOA

Q chauffage = F - T/S

implique que ce chauffage peut venir du forçage F et/ou d'une variation de la température de surface de l'océan.

Si on prend en compte un stérique de 2mm/an, aboutissant à un chauffage de 1.65W/m2 d'océan, on ne peut envisager l'une ou l'autre de ces solutions mais bien l'une et l'autre.

Par approximation successives, on trouve que, pendant la période 1993-2008, le forçage moyen devrait être de 1.8W/m2 avec une circulation océanique amplifiée entraînant un flux d'eau froide à la surface (correspondant à un "forçage" de la surface de -1.1W/m2).

Cette valeur de forçage est conforme à ce qu'on sait déjà des forçages anthropiques et naturels.

Et, contrairement à ce qu'on pourrait penser, l'étude de Wu et al 2010, si elle ne va pas dans le sens, il est vrai, d'une dégradation rapide (pour le moment) des glaces continentales, va dans celui, par contre, d'un fort réchauffement de l'océan.

Si on considère l'étude de Song et al 2011 valide, ainsi que les estimations précédentes de la chaleur captée par l'océan supérieur, il semblerait qu'une part très importante du forçage va bien dans l'océan profond.

De plus en plus d'ailleurs si on croit l'évolution récente de la chaleur de l'océan supérieur.

Cette hypothèse, si elle se vérifie, et perdure, signifie que le température transitoire du système (TCR) est plus faible que prévue et, qu'in fine, la température sera moins élevée en 2100.

Ceci ne remet en cause ni les forçages, ni la sensibilité climatique, mais implique une augmentation des échanges d'énergie dans l'océan.

Cette augmentation des échanges est elle une variation naturelle ou une réaction du système au réchauffement?

Ce n'est pas facile de répondre à cette question, évidemment.

Dans le chapitre 8 de l'AR4, table 8.2, les sensibilités transitoires varient pour une même sensiblité à l'équilibre.

Le CSIRO MK3.0 par exemple donne une réponse en 2100 de 1.4K pour une sensibilité de 3.1K.

Comme la variation de forçage est imposée c'est que ce modèle prend en compte une plus forte inertie du système que les autres.

D'un point de vue macroscopique, les mouvements de l'océan dépendent, en grande partie, de la circulation atmosphérique.

Et l'intensité de celle-ci dépend du gradient thermique méridional (entre équateur et pôles).

Comment ce gradient peut-il évoluer?

On verra ça dans un prochain article mais il n'est pas évident que le resserrement des températures de surface entre sud et nord soit si déterminant que çà.

à suivre donc.