La circulation atmosphérique s'affaiblit après les éruptions volcaniques, El Niño affecté ? Quelles conséquences ?

Une équipe internationale de scientifiques, travaillant ensemble à l'Université de Washington à St. Louis, a découvert que les éruptions volcaniques peuvent provoquer un affaiblissement temporaire de la Circulation du Pacifique, induisant des conditions similaires à celles d'El Niño. Les résultats fournissent des informations très importantes sur la façon dont les événements El Niño et La Niña peuvent changer à l'avenir.

Les variations périodiques de la température de l'eau et des vents à la surface de l'océan, appelées ENSO, sont une force météorologique importante. Les scientifiques savent que l'activité humaine affecte ce système, mais ils déterminent encore dans quelle mesure elle le fait.

Une nouvelle étude publiée dans Nature a révélé que le composant atmosphérique de ce système, appelé la Circulation de Walker du Pacifique (PWC), a changé son comportement pendant l'ère industrielle de manière inattendue.

Le grand océan Pacifique, le PWC et son pouvoir sur la circulation générale

"Ce qui se passe dans le Pacifique tropical ne reste pas dans le Pacifique tropical", a déclaré Bronwen Konecky, professeure adjointe en sciences de la Terre, de l'environnement et planétaires à l'Université de Washington. "Cela affecte de vastes étendues du monde. La circulation du Pacifique est un facteur important de variabilité des précipitations mondiales."

La rotation de la Terre fait que l'eau de surface chaude s'accumule du côté ouest des bassins océaniques. Dans le Pacifique, cela induit des conditions plus humides en Asie, avec des vents alizés de basse altitude soufflant vers l'ouest à travers la mer. Les vents d'est en altitude créent une circulation atmosphérique, la Circulation de Walker du Pacifique, qui influence les modèles climatiques dans le Pacifique tropical et bien au-delà.

Comme le détaille ScienceDaily, Konecky a déclaré : "Lorsque vous examinez les projections des futurs états climatiques du monde, il y a un accord incroyablement élevé entre les modèles en ce qui concerne les futurs changements de température. Il y a beaucoup moins d'accord lorsqu'il s'agit de futurs changements dans les précipitations", ajoute-t-elle.

Les modèles climatiques prévoient généralement que la Circulation de Walker du Pacifique s'affaiblira en réponse au réchauffement climatique. Cependant, son récent renforcement suggère que les aérosols (la suspension de fines particules solides ou de gouttelettes liquides dans l'air) introduits par l'activité humaine pourraient avoir l'effet inverse.

Effets du changement climatique sur le PWC

Georgy Falster, chercheur à l'Université Nationale d'Australie et au Centre d'Excellence ARC pour les Extrêmes Climatiques, et auteur principal de cette étude, explique qu'ils ont proposé de déterminer si les gaz à effet de serre avaient affecté la Circulation de Walker du Pacifique. "Nous avons découvert que la force globale n'a pas encore été modifiée, mais en revanche, le comportement interannuel est différent".

Falster a travaillé avec Konecky en tant que boursier postdoctoral à l'Université de Washington. Sloan Coats, de l'Université d'Hawaï à Manoa, et Samantha Stevenson, de l'Université de Californie à Santa Barbara, sont les autres auteurs.

Ces scientifiques ont observé que le temps que met la circulation du Pacifique à alterner entre les phases El Niño et La Niña a légèrement ralenti pendant l'ère industrielle. Cela "pourrait exacerber les risques associés à la sécheresse, aux incendies, aux pluies et aux inondations", a souligné Falster.

Cela dit, les auteurs n'ont noté aucun changement significatif dans la force de la circulation, du moins pas encore. "C'était un résultat surprenant", a déclaré Stevenson. "Car d'ici la fin du XXIe siècle, la plupart des modèles climatiques suggèrent que la Circulation de Walker du Pacifique s'affaiblira".

L'équipe a utilisé des données de carottes de glace, d'arbres, de lacs, de coraux et de grottes pour étudier les modèles climatiques à long terme du Pacifique au cours des 800 dernières années. Les scientifiques ont combiné ces ensembles de données avec des données d'observation plus récentes, puis ont utilisé des méthodes statistiques pour élaborer des reconstructions annuelles de la PWC.

"Notre étude fournit un contexte à long terme pour un composant fondamental du système atmosphère-océan dans les tropiques", a déclaré Coats. "Comprendre comment la PWC est affectée par le changement climatique permettra aux communautés du Pacifique et au-delà de mieux se préparer aux défis auxquels elles pourraient être confrontées dans les décennies à venir", a conclu Coats.

Débat entre climatologues

Parmi les scientifiques du climat, un débat animé a eu lieu ces dernières années sur ce que fait le système El Niño après une éruption volcanique, a déclaré Konecky, rappelons que la PWC est le composant atmosphérique de ce système.

"Nous savons depuis longtemps que les grandes éruptions volcaniques, en particulier dans les tropiques, ont tendance à refroidir la planète pendant quelques années", a déclaré Konecky. "Mais en ce qui concerne l'hydroclimat, les impacts sont plus difficiles à déterminer, car les précipitations et autres variables hydroclimatiques sont beaucoup plus bruyantes que la température. Il est donc difficile de dire : était-ce un peu plus humide cette année parce qu'un volcan est entré en éruption près de Fidji, ou était-ce pour une autre raison ?", soulève l'interrogation Konecky.

L'effet décisif des volcans sur la PWC

Les éruptions volcaniques ont le pouvoir d'affecter le climat à l'échelle mondiale, mais tous les volcans n'ont pas cet impact. Des recherches antérieures ont montré que lorsqu'il y a une éruption volcanique tropicale forte, le monde a tendance à se refroidir un peu.

En termes d'impact potentiel sur l'hydroclimat ou les précipitations, d'autres scientifiques ont analysé si les éruptions volcaniques changent les températures océaniques, car le gradient de températures océaniques dans tout le Pacifique tropical peut préparer le terrain pour des événements El Niño.

Cette nouvelle étude aborde l'impact des éruptions en se concentrant sur le comportement de l'atmosphère, plutôt que sur les températures océaniques.

Les résultats ont été surprenants : "Après une éruption volcanique, nous voyons un affaiblissement très constant de la circulation du Pacifique", a déclaré Konecky. "Cela ne se produit pas par hasard. C'est quelque chose d'assez solide", a-t-elle dit.

"Nous voyons une réponse constante dans l'atmosphère, tandis que d'autres n'ont pas vu la même réponse dans les températures océaniques. Et cela est dû au fait que la réponse atmosphérique est plus forte ou est plus facile à détecter."