El Niño et La Niña Aperçu : Les moteurs du climat mondial dans le Pacifique

El Niño et La Niña sont les phases chaudes et fraîches du cycle d'oscillation du Niño-Sud (ENSO), un modèle climatique récurrent impliquant des changements de température de surface de la mer (SST) et de pression atmosphérique à travers l'océan Pacifique équatoriale. L'ENSO est la variation la plus puissante d'une année à l'autre du système climatique terrestre, qui affecte tout, de la fréquence des cyclones tropicaux à l'intensité de la mousson et au transport de chaleur polaire. Pendant El Niño, le Pacifique central et oriental se réchauffe au-dessus de la normale de 0,5°C ou plus, affaiblissant les alizés et déplaçant l'emplacement de la convection tropicale profonde. La Niña produit le contraire : des SST plus froides que la moyenne dans la même région, des vents commerciaux renforcés et un déplacement vers l'ouest de la piscine chaude.

Mécanismes reliant l'ENSO à la dynamique des glaciers de l'Antarctique

Les phénomènes El Niño génèrent généralement un train à ondes Rossby, une série de systèmes à haute et basse pression, qui se propage des tropiques vers les latitudes moyennes de l'hémisphère sud. Ce train à ondes modifie la force et la position du bas de la mer d'Amundsen, un système semi-permanent situé au large de l'Antarctique occidental. Pendant El Niño, le bas de la mer d'Amundsen s'approfondit et se déplace souvent vers l'est, tirant de l'air chaud et humide des latitudes moyennes sur la banquise de l'Antarctique occidental (WAIS), ce qui entraîne une fonte de surface accrue, surtout sur les plates-formes de glace vulnérables comme le glacier de Pine Island et le glacier de Thwaites. La Niña, inversement, tend à produire un air plus faible ou plus humide de la mer d'Amundsen ouest, dirigeant des masses d'air plus froides sur l'Antarctique et réduisant temporairement la fonte.

Rivières atmosphériques et précipitations extrêmes

L'une des façons les plus directes d'accélérer la perte de glace est de traverser des cours d'eau atmosphériques, des panaches étroits et à forte odeur qui transportent de grandes quantités de vapeur d'eau des sous-tropiques vers les pôles. Au cours d'événements forts d'El Niño, ces cours d'eau atmosphériques peuvent faire des chutes de neige intenses sur la péninsule antarctique et l'Antarctique occidental, entraînant des températures critiques et chaudes qui provoquent des pluies sur les neiges. La pluie s'infiltre dans des couches de sapin et libère la chaleur latente lors de la remise en liberté, déstabilisant la glace.

Impacts régionaux sur la fonte des glaciers : Antarctique occidental et Antarctique oriental

L'Antarctique n'est pas une nappe glaciaire uniforme : le WAIS est basé sur la mer, ce qui signifie que la majeure partie de son lit se trouve sous le niveau de la mer, ce qui le rend vulnérable aux courants océaniques chauds qui fondent les plates-formes de glace d'en bas. Le East Antarctic Glace Sheet (EAIS) est largement basé sur la terre et plus froid, mais il contient le plus grand potentiel d'élévation du niveau de la mer en raison de son volume.

Antarctique occidental : les Thwaites et les Twin Dragons de l'île Pine

Le secteur de la mer d'Amundsen dans l'Antarctique occidental abrite les glaciers les plus rapides du continent : Thwaites et Pine Island. Ces glaciers perdent déjà de la glace à des vitesses accélérées, contribuant à environ 10 % de l'élévation actuelle du niveau de la mer mondiale. Les données satellitaires du laboratoire de propulsion de Jet montrent que, durant les événements d'El Niño, les eaux profondes du Circumpolaire chaud (CDW) se déversent plus facilement sur la plate-forme continentale, faisant fondre les étagères de glace de dessous. Une étude de 2023 dans Nature Geoscience a constaté que les anomalies du vent d'El Niño peuvent pousser les échassiers de glace dans la baie de l'île de Pine avec un décalage de 6 à 12 mois, causant jusqu'à 30 % de plus de taux de fonte basale par rapport aux années neutres.

Est de l'Antarctique : le dormant géant

L'Antarctique oriental a longtemps été considéré comme stable, mais des recherches récentes révèlent que de grands secteurs, notamment les régions de Wilkes Land et de Totten Glacier, commencent à réagir au réchauffement. Les téléconnections de l'Antarctique oriental avec l'Antarctique oriental sont moins directes, mais lors d'événements El Niño puissants, un train de vagues du Pacifique peut provoquer une forte pression anormale sur l'est du Pacifique Sud, ce qui modifie les vents zonaux autour du continent. Cela peut apporter de l'air chaud et sec à certaines parties de l'Antarctique oriental, conduisant à la fonte de surface sur les plateaux glaciaires de la mer de Ross et de la plate-forme glaciaire d'Amery. Cependant, le forçage dominant de l'Antarctique oriental demeure la fonte basale, moins sensible à l'ENSO que les changements à long terme de la circulation de l'océan austral.

Augmentation du niveau de la mer : tendances temporaires par rapport aux tendances à long terme

Le niveau moyen mondial de la mer a augmenté d'environ 21 cm depuis 1900, avec une accélération de la vitesse de ~1,4 mm/an au début du XXe siècle à plus de 4,5 mm/an dans les années 2010. L'ENSO contribue à la variabilité interannuelle de cette hausse, mais son rôle est complexe. Au cours des années El Niño, la combinaison de températures océaniques plus chaudes entraînant une expansion thermique et une décharge plus rapide des glaciers de l'Antarctique peut élever le taux global de 0,2 à 0,5 mm/an au-dessus de la tendance.

Coupe de la plate-forme de glace et boucles de rétroaction

Les plates-formes de glace comme Larsen C, Getz et Dotson agissent comme des barrages structuraux qui ralentissent l'écoulement de la glace à la terre dans l'océan. Lorsque l'eau chaude de l'océan ou l'eau de fonte de surface s'affaiblit, elles peuvent se fracturer et s'effondrer, comme le montre Larsen B en 2002. Les événements d'El Niño augmentent la probabilité d'un tel effondrement en favorisant la fonte basale et superficielle. La perte d'une plate-forme de glace peut déclencher une accélération rapide des glaciers en amont – le glacier de Pine Island a augmenté de 13 % dans les mois suivant l'éclaircissement de sa plate-forme de glace dans l'El Niño 2017. Ces commentaires indiquent que l'impact d'un seul El Niño peut persister pendant des années, car les glaciers non contrefortés continuent à circuler plus rapidement même après le retour de l'ENSO au point neutre.

Facteurs clés influant sur la réponse du glacier à l'ENSO

Plusieurs facteurs interdépendants déterminent la réaction des glaciers de l'Antarctique à un événement donné de l'ENSO. La compréhension de ces facteurs aide les scientifiques à améliorer les prévisions saisonnières à la fin de la saison de la perte de glace et de l'élévation du niveau de la mer.

  • Antagonies de température de surface de la mer:[ L'amplitude et le profil spatial des anomalies de la SST du Pacifique régissent la force du train à vagues Rossby. Les événements El Niño avec des SST >2°C au-dessus de la normale dans la région de Nino3.4 produisent les téléconnections les plus fortes de l'Antarctique.
  • Les variations de température atmosphérique: La température de l'air de surface sur l'Antarctique occidental peut augmenter de 2 à 4°C pendant les fortes manifestations El Niño, poussant l'isotherme de 0°C à l'intérieur des terres et provoquant la fonte sur les tablettes de glace qui restent normalement congelées toute l'année.
  • Les changements dans le bas de la mer d'Amundsen modifient la direction et la vitesse des vents côtiers, ce qui module l'afflux d'eau profonde circumpolaire chaude sur le plateau continental. Les anomalies du vent de Pâques pendant La Niña peuvent gonfler l'eau froide, tandis que les anomalies de l'ouest pendant El Niño conduisent l'eau chaude sur le plateau.
  • Courants océens : Le courant circumpolaire antarctique (ACC) et le Ross Gyre répondent à l'ENSO avec un décalage de mois à années. Les changements dans les positions frontales de l'ACC= peuvent rapprocher l'eau chaude des fronts de la plate-forme de glace, accélérant la fonte basale.
  • Tendances climatiques à long terme: Le réchauffement de fond de l'océan Austral et de l'atmosphère amplifie les effets de l'ENSO. Une augmentation de 1°C de la température de l'océan depuis les années 1990 signifie que même neutres années ENSO produisent maintenant des taux de fusion qui auraient été considérés comme inhabituels au cours des décennies passées La Niña.
  • Étendue de la glace de mer: La Niña augmente généralement la glace de mer autour de l'Antarctique, ce qui peut protéger les plates-formes de glace contre l'action des vagues et l'air chaud.
  • Géométrie de la plate-forme et canaux basaux : Les plateaux de glace avec des canaux basaux profonds (comme le plateau de glace de Dotson) sont plus sensibles à l'intrusion d'eau chaude.

Événements observés: Études de cas de fusion conduite par ENSO

L'étude des épisodes spécifiques de l'ENSO illustre les conséquences réelles pour les glaciers de l'Antarctique. L'El Niño, l'un des plus forts du XXe siècle, a causé une augmentation d'environ 30 % de la vitesse de débit du glacier de l'île de Pine, un effet qui a persisté pendant près de trois ans après la fin de l'événement. L'interférométrie radar par satellite des missions de l'Agence spatiale européenne a montré que l'accélération était entraînée par l'éclaircissement de la plate-forme de glace en raison de la chaleur de l'eau de l'océan.

En revanche, la La Niña de 2010 à 2011 a produit des conditions plus froides que la moyenne sur l'Antarctique occidental, réduisant temporairement les taux de fonte. Cependant, ce répit a été de courte durée : les années suivantes ont vu des températures records comme la tendance au réchauffement du fond se confirmer. L'El Niño de 2015 à 2016 a coïncidé avec le plus grand événement de fonte de surface jamais enregistré sur le plateau de glace de Ross, avec des bassins d'eau de fonte couvrant une zone de la taille de l'Allemagne. Ce même événement a contribué au calmant de l'iceberg massif de A-68 de la plate-forme de glace de Larsen C l'année suivante.

Projections futures: L'ENSO dans un monde en pleine chaleur

Les modèles climatiques ne sont pas d'accord sur la façon dont l'ENSO changera avec le réchauffement climatique : certains projettent une augmentation des événements extrêmes d'El Niño, tandis que d'autres suggèrent un changement vers des événements plus fréquents d'El Niños du centre-Pacifique (Modoki) . Peu importe le modèle exact, presque tous les modèles conviennent que les impacts [ d'ENSO sur la glace de l'Antarctique s'intensifieront en raison de l'état de fond plus chaud.

Les scientifiques sont également préoccupés par la possibilité de points de basculement, où l'instabilité des calottes glaciaires marines devient irréversible. L'ENSO pourrait agir comme déclencheur qui pousse un glacier au-delà de son seuil de stabilité. Le glacier Thwaites, par exemple, connaît déjà un recul de la ligne de terre à des vitesses allant jusqu'à 1 km/an, et un fort El Niño dans les années 2030 pourrait accélérer ce processus au-delà du point de non-retour. L'opération NASA IceBridge et la collaboration internationale Thwaites Glacier surveillent activement ces risques, mais les échelles de temps de la réponse des calottes glaciaires signifient que les décisions de réduction des émissions aujourd'hui détermineront la quantité de fonte que nous sommes confrontés à l'ENSO au 22e siècle.

Conclusion : La nécessité d'une observation et d'une modélisation continues

Les glaciologues et les spécialistes du climat s'efforcent d'améliorer la représentation des téléconnections ENSO dans les modèles de systèmes terrestres, car les modèles actuels ont du mal à capter la fréquence observée des événements de fonte extrême sur le WAIS. Des missions satellitaires comme , CryoSat-2, et le prochain NASA-ISRO SAR Mission (NISAR) fourniront les données à haute résolution nécessaires pour suivre les changements dans l'élévation des glaciers et la position de la ligne de terre année après année. Pour les décideurs, le message est clair : même si les cycles ENSO continuent comme par le passé, leur potentiel de destruction sur les feuilles de glace augmentera.