Lorsque les vagues de chaleur marines et les extrêmes d'acidification des océans se combinent, cela peut avoir de graves conséquences sur les écosystèmes marins. Des chercheurs du Centre Oeschger de recherche sur le climat de l'Université de Berne ont réussi pour la première fois à déterminer la fréquence et les moteurs de ces événements combinés, ainsi qu'à prédire leur évolution future.
Il n'y a pas que la terre qui souffre de la chaleur - l'océan aussi souffre des vagues de chaleur. Par exemple, en Méditerranée, où les températures de l'eau sur les côtes italiennes et espagnoles sont parfois jusqu'à 5 °C plus élevées que la moyenne pluriannuelle à cette période de l'année. Les vagues de chaleur marines sont connues depuis longtemps et font l'objet de recherches, notamment à l'Université de Berne. recherche scientifique. On sait toutefois relativement peu de choses sur la fréquence à laquelle les vagues de chaleur marines se produisent en même temps que d'autres événements extrêmes dans l'océan. On parle dans ce contexte de "compound events", qui comptent parmi les grands risques du changement climatique. Alors que l'on étudie depuis un certain temps déjà sur terre comment les processus qui conduisent à des inondations, des incendies de forêt, des vagues de chaleur ou des sécheresses interagissent entre eux, on sait depuis peu que des événements météorologiques et climatiques combinés peuvent également se produire dans les océans.
Des chercheurs du Centre Oeschger de recherche sur le climat, sous la direction de Thomas Frölicher, ont maintenant étudié si les vagues de chaleur marines se produisent en même temps que des événements extrêmes dans d'autres facteurs de stress pour les écosystèmes marins. Outre la chaleur, une acidité élevée fait partie de ces facteurs de stress. "Nous avons quantifié pour la première fois la fréquence des événements où les vagues de chaleur marines se produisent en même temps que des niveaux d'acidité extrêmes", explique Friedrich Burger, post-doctorant et premier auteur de l'étude qui vient d'être publiée dans la revue "Nature Communications". Les extrêmes d'acidification des océans sont des événements qui se caractérisent par une acidité accrue de l'eau de mer, la concentration de protons dans l'eau de mer étant alors plus élevée que la normale.
Des événements combinés particulièrement fréquents dans les océans subtropicaux
Principal résultat de l'étude, qui se base sur des observations mensuelles de l'océan ouvert près de la surface de la mer sur la période de 1982 à 2019 : Les vagues de chaleur marines se produisent relativement souvent en même temps que des acidifications extrêmes de l'océan. Les effets négatifs des vagues de chaleur marines passées ont donc été potentiellement amplifiés par des conditions d'acidité extrêmes. "Nous pouvons montrer", explique le modélisateur océanique Friedrich Burger, "que ces événements composites se produisent le plus souvent dans les océans subtropicaux - mais qu'ils sont comparativement rares dans les hautes latitudes et le Pacifique tropical".
Dans des régions telles que les océans subtropicaux, l'apparition conjointe de vagues de chaleur et d'événements extrêmes d'acidification des océans est due à une augmentation de l'acidité lorsque les températures sont élevées. Mais si l'augmentation de la température provoque d'autres effets, comme un mélange plus faible des eaux profondes relativement plus acides avec les eaux de surface, une vague de chaleur peut également réduire l'acidité et donc la fréquence des événements composés, comme dans l'océan Austral ou le Pacifique tropical. "Pour déterminer la fréquence relative des événements extrêmes combinés, il est donc essentiel de comprendre les effets des vagues de chaleur sur la circulation, la biologie, et la chimie de la région océanique étudiée", explique Jens Terhaar, co-auteur de l'étude.
Les événements combinés sont en forte augmentation dans l'océan
En raison du changement climatique et des émissions continues de CO2, les événements extrêmes tels que les vagues de chaleur marines et les extrêmes d'acidification de l'océan vont continuer à augmenter - et l'on s'attend donc à ce que les vagues de chaleur et les extrêmes d'acidification combinés soient plus fréquents. Les calculs de modélisation des chercheurs bernois montrent que le nombre de jours où les vagues de chaleur et les extrêmes d'acidification se combinent dans l'océan est multiplié par 22 en cas de réchauffement global de 2 °C par rapport aux conditions préindustrielles. "Cette forte augmentation prévue peut avoir de graves conséquences sur les écosystèmes marins", explique Thomas Frölicher, co-auteur.
Une équipe dirigée par Frölicher avait déjà montré les effets des vagues de chaleur marines dans une étude de "Nature" en 2018. Conclusion : les vagues de chaleur en mer peuvent endommager irrémédiablement les écosystèmes et représentent donc également une menace pour la pêche. Bien qu'il soit prouvé que les organismes marins peuvent être encore plus endommagés par la conjonction de conditions chaudes et acides de l'eau de mer, on en sait encore relativement peu sur les effets biologiques des vagues de chaleur marines composites et de l'acidification extrême des océans.
Cette étude a été soutenue par le Fonds national suisse et le programme de recherche et d'innovation Horizon 2020 de l'Union européenne.
Centre Oeschger pour la recherche climatique
Le Centre Oeschger pour la recherche climatique (OCCR) est un des centres stratégiques de l’Université de Berne. Il réunit des chercheuses et des chercheurs de 14 instituts et quatre facultés. L’OCCR fait des recherches interdisciplinaires au tout premier plan en matière de climatologie. Le Centre Oeschger a été fondé en 2007 et porte le nom de Hans Oeschger (1927-1998), un pionnier de la recherche climatique moderne qui travaillait à Berne.
www.oeschger.unibe.ch
Publication :
Friedrich A. Burger, Jens Terhaar & Thomas L. Frölicher : Compound marine heatwaves and ocean acidity extremes. Nature Communications, 16 août 2022, Doi 10.1038/s41467-022-32120-7, https://doi.org/10.1038/s41467-022-32120-7
16.08.2022