How Mother Nature manages the thermodynamic

Pour reprendre sur le sujet évoqué précédemment, concernant la circulation atmosphérique fortement perturbé de l’Hémisphère Nord, je vous propose ici un développement un plus important. Cette hypothèse est à même de faire réagir, puisqu’elle implique également au passage que les hivers froids puissent être temporairement plus fréquent aux latitudes moyennes. V’là pas que nous allons affirmer que le chaud cause du froid…

Cette analyse porte également un intérêt plus théorique sur la manière de concevoir le réchauffement et son impact sur nos sociétés. Les « latitudes moyennes » correspondent à la localisation des grands centres de populations de l’hémisphère. Les conséquentes de ces perturbations influencent donc la perception que nous avons du réchauffement.

De plus, il est quelque peu question ces derniers temps, de la perte de la banquise Arctique. En effet, tous les records tombent, et montrant que la banquise n’a jamais atteint aussi faible extension depuis 1500 ans au moins :

 

L'aire de la Banquise

L’aire de la banquise au sens de l’Université de l’Illinois. Notons que 2012 a dors et déjà battu le record de 2011 et 2007, alors que la saison de fonte n’est pas fini.
Source : http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/

 

Extension de la banquise, au sens du NSIDC. Remarquons là aussi que le record de 2007 est dors et déjà battu, et que la fonte n’est pas fini.
Source : http://nsidc.org/arcticseaicenews/

 

Pour la banquise en elle même, sa disparition est bien plus rapide que prévue. En effet, le seuil de l’Arctique « libre », défini par une extension de la banquise inférieure à un million de kilomètre carré, devrait être atteint entre 2020 et 2030, possiblement plus tôt même. C’est-à-dire dans 10 ans. Les modèles ne prévoyaient pas cela avant 2100. C’est intéressant, car cela montre que l’effondrement d’un système physique est difficilement anticipable.

L’Arctique est ainsi une région particulièrement sensible. La banquise est entré dans une « spirale de la mort »,  une boucle de rétroaction positive de laquelle la banquise ne peut plus s’extraire et qui la conduit a sa perte. Chaque année affaiblit un peu plus la banquise, ce qui l’a rendu plus vulnérable l’année suivante, et ainsi jusqu’à sa disparition complète.

De plus,  il existe un phénomène dit « amplification arctique ». Le réchauffement climatique est plus rapide pour le bassin Arctique que pour les Tropiques. En effet, la banquise a un rôle essentiel dans le système climatique. De par son albédo très élevé, elle réfléchit la lumière solaire et empêche l’énergie de pénétrer l’Océan Arctique. Ainsi, le bassin Arctique reste en permanence froid. Si la banquise se met à fondre, plus d’énergie pourra pénétrer le bassin, et cela amplifie localement le réchauffement.

 

Classiquement, dans le climat tel qu’il a toujours existé au XXème siècle, le contraste de température entre le Pôle Nord, froid ; et l’équateur, chaud ; provoque la formation d’un tube de vent fort, le courant-jet. Il s’agit d’une zone dans la haute atmosphère, où l’air se déplace entre 100 et 300 kilomètres par heure. Ce courant-jet a ainsi un rôle essentiel dans le système climatique :

Vent moyen à 500 hPa

Cette carte issue de la réanalyse NCEP/NCAR présente le vecteur vent moyen à 500 hPa (environ 5500 mètres d’altitude). On note une ceinture de vent fort au dessus des latitudes moyennes.
Source : http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/reanalysis.shtml

Z500 moyen

Cette carte issue de la réanalyse NCEP/NCAR présente la hauteur du géopotentiel 500 hPa, c’est-à-dire la hauteur à laquelle se trouve le niveau de pression 500 hPa (pour mémoire en surface c’est de l’ordre de 1000 hPa). Elle permet de rendre plus visuel les phénomènes en jeu.
Source : http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/reanalysis/reanalysis.shtml

 

Le courant-jet sépare l’air Arctique froid, de l’air chaud tropical, et garantit aux latitudes moyennes un climat plutôt modéré. Le courant-jet n’a jamais été figé, et a toujours varié naturellement, sur différentes échelles de temps. Cependant, avec le réchauffement climatique, son évolution sort du cadre de la variabilité naturelle et commence à avoir un impact sensible sur la circulation atmosphérique de l’Hémisphère Nord. À cause du phénomène d »amplification arctique, la réduction du gradient de température entre le Nord et le Sud affaibli le courant-jet. Celui-ci se déporte plus vers le Nord, mais aussi méandre et ralentit.

Cette perturbation du courant-jet est responsable de la plus grandes fréquences des blocages ces dernières années. Cela peut causer alors des périodes hivernales froides, comme en Décembre 2010, ou Février 2012. Notons cependant qu’il s’agit d’une redistribution de l’énergie dans l’espace, et qui peut se faire même dans un contexte de réchauffement climatique. Le froid descendu aux latitudes moyennes n’a jamais été compensé par les bouffées chaudes en direction du Pôle Nord, et en moyenne cela reste donc anormalement chaud pour le globe.

Les cartes des mois cités sont présentés ci-dessous. Pour mesurer l’ampleur du déséquilibre entre les flux d’air chaud et d’air froid, notons qu’en Décembre 2010, des records d’Été ont été battu pour l’archipel Canadien.

2010 Dec Z500

Hauteur du géopotentiel 500 hPa en Décembre 2010.

 

Fev 2012 Z500

La même, mais pour Février 2012.

 

Nous remarquons bien la tendance à avoir une circulation qui méandre plus. Pour l’atmosphère, face à un déséquilibre énergétique important, c’est un moyen de redistribuer l’énergie et de stabiliser relativement la situation. Cependant, le déséquilibre énergétique risquant de continuer à s’amplifier, cette stabilité (toute relative par rapport au climat du XXème siècle d’ailleurs…) risque de ne pas durer non plus.

Pour ceux qui sauraient supporter un peu d’anglais :

http://neven1.typepad.com/blog/2012/08/wasislac.html

http://www.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2010

http://classic.wunderground.com/blog/JeffMasters/comment.html?entrynum=2065

http://thinkprogress.org/climate/2012/08/22/727501/arctic-death-spiral-how-it-favors-extreme-prolonged-weather-events-such-as-drought-flooding-cold-spells-and-heat-waves/

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=4spEuh8vswE#!

 

Et donc, cette année ?  Et bien, comme dit la banquise a fondu comme jamais auparavant, et l’Océan Arctique a de nouveau fortement accumulé de l’énergie :

 

Anomalies des SSTs arctique

L’Océan Arctique, avec des anomalies largement supérieur à 5°C (parfois 8 à 10°C côté canadien). C’est cela, l’amplification arctique…
Source : http://ocean.dmi.dk/arctic/satellite/index.uk.php

 

SSTs de l'Arctique

Température de l’Océan Arctique. Cela monte jusqu’à 12° ou 14°C du côté canadien…

 

Le même effet d’une circulation qui ralentit et méandre se retrouve alors en ce mois de Juin :

https://apocalypsecatharsistique.wordpress.com/2012/08/01/le-siecle-de-la-faim/

 

Cela a valu un été de tous les extrêmes aux États-Unis : http://thinkprogress.org/climate/2012/08/27/746441/scenes-from-an-extreme-summer-weve-never-seen-anything-like-this-before/

avec une sécheresse extrême qui se poursuit :

 

Drought Index US

L’ampleur de la sécheresse aux États-Unis. Le cœur agricole du pays est particulièrement touché.
Source : http://droughtmonitor.unl.edu/

 

alors que l’Europe de l’Ouest prenait une rincée.

 

La fonte de la banquise arctique est donc un problème qui impacte directement et sans concession notre vie quotidienne. Il ne s’agit pas seulement d’un effet lointain et sans intérêt…
Pour l’anecdote, au début de l’Automne météorologique, l’atmosphère continue à réagir fortement. Une anomalie de température très marquée se maintient au dessus de l’Arctique :

NAEFS T850 anomalies

Les anomalies de températures à 850 hPa (environ 1500 mètres d’altitudes). La dominance d’une bulle chaude au dessus de l’Arctique est la suite logique des phénomènes évoqués précédemment.

Ces énormes anomalies positives signent bien les effets de la perte de la banquise et de l’accumulation d’énergie dans le bassin Arctique. Cela affaiblit le courant-jet, qui méandre plus, et c’est la circulation atmosphérique de l’HN qui devient folle :

 

GFS Jet Stream

Le courant-jet à 12 000 mètres d’altitude environ.

Il apparaît a une tentative de séparer le courant jet en deux branches, une branche Arctique, autour de 80° de latitude Nord (pour un début Septembre, c’est aberrant point de vue climatique) et une branche plus méridionale qui se cherche. Il apparaît donc clairement une tentative de faire remonter la zone subtropicale loin vers le Nord, ce qui annonce, au moins pour le mois de Septembre, un temps plutôt estivale en Europe de l’Ouest. Cela montre bien cependant à quel point le climat est en train de « déraillé » au sens propre du terme.

Une poursuite du temps estival en Septembre, n’est sans doute pas pour être déplaisant, et cela n’aura sans doute aucun impact concret sur notre vie quotidienne (si ce n’est la prolongation des soirées barbecues…). Cependant, c’est le climat qui est progressivement en train de changer, et cela peut rapidement prendre une tournure catastrophique comme aux États-Unis cet été.

Ce qui est également inquiétant est l’année 2013. Entre l’Arctique qui est moribond, l’El Nino, certes faible mais qui se met en place, -et qui est réputé pour secouer le climat…-, et la reprise de l’activité solaire, cela risque de continuer. Outre l’impact direct comme la surmortalité enregistrée lors d’une vague de chaleur ; de nouvelles difficultés climatiques pourraient frapper un grand pays producteur de l’HN. Et un peu plus de gens dans le monde serait réduit à la sous nutrition. Les prix des matières premières agricoles atteignant déjà des niveaux insoutenables pour les pays les plus pauvres…

L’inquiétude est d’ailleurs toujours présente de voir certains pays déstabilisés par la hausse des prix de l’alimentation :

http://www.aljazeera.com/indepth/features/2012/08/20128218556871733.html

Voilà, je vous laisse pas tout-à-fait comme vous étiez venu, et j’espère un peu plus curieux de vous et de ce monde.

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