Les ouragans poussent la chaleur plus profondément dans l’océan, provoquant un réchauffement à long terme

Publié le 2 juillet 2023 22:37 par

Noel Gutierrez Brizuela et Sally Warner

Lorsqu’un ouragan frappe le sol, la dévastation peut être visible pendant des années, voire des décennies. Moins évident, mais tout aussi puissant, est l’impact des ouragans sur les océans.

Dans une nouvelle étude, nous montrons par des mesures en temps réel que les ouragans ne se contentent pas de perturber l’eau à la surface. Ils peuvent également conduire la chaleur plus profondément dans l’océan de manière à la piéger pendant des années et éventuellement affecter des régions éloignées de la tempête.

La chaleur est l’ingrédient principal de cette histoire. On sait depuis longtemps que les ouragans tirent leur énergie des températures chaudes de la surface de la mer. Cette chaleur aide l’air humide près de la surface de l’océan à s’élever comme une montgolfière et à former des nuages ​​plus hauts que le mont Everest. C’est pourquoi les ouragans se forment généralement sous les tropiques.

Ce que nous avons découvert, c’est que les ouragans contribuent également au réchauffement de l’océan, en améliorant sa capacité à absorber et à stocker la chaleur. Et cela pourrait avoir des conséquences considérables.

Comment les ouragans tirent-ils leur énergie de la chaleur des océans ? Kelvin Ma via Wikimedia, CC BY

Lorsque les ouragans mélangent la chaleur dans l’océan, cette chaleur ne se contente pas de flotter à la surface au même endroit. Nous avons montré comment les ondes sous-marines produites par une tempête peuvent conduire la chaleur près de quatre fois plus profondément que le mélange seul, l’envoyant à une profondeur où la chaleur est piégée plus loin de la surface. De là, les courants marins profonds peuvent l’emporter sur des milliers de kilomètres. Un ouragan traversant l’ouest de l’océan Pacifique et frappant les Philippines pourrait finir par alimenter les eaux chaudes qui réchauffent la côte équatorienne des années plus tard.

En mer, à la recherche d’ouragans

Pendant deux mois à l’automne 2018, nous avons vécu à bord du navire de recherche Thomas G. Thompson, enregistrant comment la mer des Philippines réagit aux conditions météorologiques changeantes. En tant qu’océanographes, nous étudions le mélange turbulent dans les océans et les ouragans et autres tempêtes tropicales qui génèrent cette turbulence.

Le ciel était clair et les vents calmes pour la première moitié de notre expérience. Mais dans la seconde moitié, trois ouragans majeurs – comme on appelle les ouragans dans cette partie du monde – ont soulevé l’océan.

Les profils de microstructure sont utilisés pour mesurer les perturbations océaniques. Cet appareil a été conçu et construit par l’Ocean Mixing Group de l’Oregon State University. Sally Warner

Ce changement nous a permis de comparer directement les mouvements océaniques avec et sans l’impact des tempêtes. En particulier, nous voulions savoir comment la turbulence sous la surface de l’océan contribue au transfert de chaleur vers les profondeurs de l’océan.

Nous mesurons la turbulence océanique avec un instrument appelé Microstructure Profiler, qui tombe librement de près de 300 mètres et utilise une sonde semblable à une aiguille de phonographe pour mesurer les mouvements turbulents de l’eau.

Que se passe-t-il quand un ouragan arrive

Imaginez l’océan tropical avant qu’un ouragan ne le traverse. À la surface se trouve une couche d’eau chaude, plus chaude que 80 ° F (27 ° C), chauffée par le soleil et s’étendant à environ 160 pieds (50 m) sous la surface. En dessous se trouvent des couches d’eau froide.

La différence de température entre les couches maintient les eaux séparées les unes des autres et pratiquement incapables de s’affecter. Vous pouvez penser que c’est comme diviser entre l’huile et le vinaigre dans une bouteille de vinaigrette non secouée.

Lorsqu’un ouragan passe au-dessus de l’océan tropical, ses vents forts aident à déplacer les limites entre les couches d’eau, un peu comme quelqu’un secoue une bouteille de vinaigrette. Dans ce processus, l’eau profonde froide est mélangée par le bas et l’eau de surface chaude est mélangée au fond. Cela refroidit les températures de surface, permettant aux océans d’absorber la chaleur plus efficacement que la normale dans les jours qui suivent un ouragan.

Depuis plus de deux décennies, les scientifiques se demandent si les eaux chaudes entraînées par les ouragans peuvent réchauffer les courants océaniques et ainsi façonner les modèles climatiques mondiaux. Le nœud de la question était de savoir si les ouragans peuvent pomper la chaleur suffisamment profondément pour qu’elle reste dans l’océan pendant des années.

Ces illustrations montrent ce qu’il advient de la température de l’océan avant, pendant et plusieurs mois après le passage d’un ouragan. Sally Warner, CC BY-ND

En analysant les mesures océaniques souterraines prises avant et après trois ouragans, nous avons constaté que les vagues sous-marines transfèrent près de quatre fois plus de chaleur dans l’océan que le mélange direct pendant un ouragan. Ces ondes, générées par la tornade elle-même, transportent la chaleur suffisamment profondément pour qu’elle ne puisse pas être facilement relâchée dans l’atmosphère.

Retombées de chaleur dans les profondeurs de l’océan

Une fois cette chaleur captée par les courants océaniques à grande échelle, elle peut être transportée vers des parties éloignées de l’océan.

La chaleur délivrée par les ouragans que nous avons étudiés dans la mer des Philippines a pu s’écouler vers les côtes de l’Équateur ou de la Californie, selon les schémas actuels qui déplacent l’eau d’ouest en est à travers le Pacifique équatorial.

À ce stade, la chaleur peut à nouveau se mélanger à la surface par une combinaison de courants peu profonds, de remontées d’eau et de mélanges turbulents. Une fois que la chaleur approche à nouveau de la surface, elle peut réchauffer le climat local et affecter les écosystèmes.

Par exemple, les coraux sont particulièrement sensibles aux périodes prolongées de stress thermique. Les événements El Niño sont la cause typique du blanchissement des coraux en Équateur, mais la chaleur supplémentaire des ouragans que nous avons observés peut contribuer au stress et au blanchissement des coraux plus loin de l’endroit où les tempêtes apparaissent.

Il est également possible que l’excès de chaleur des ouragans reste dans l’océan pendant des décennies ou plus sans revenir à la surface. Cela aura en fait un effet atténuant sur le changement climatique.

Parce que les ouragans redistribuent la chaleur de la surface de l’océan vers de plus grandes profondeurs, ils peuvent aider à ralentir le réchauffement de l’atmosphère terrestre en gardant la chaleur dans l’océan.

Les scientifiques ont longtemps considéré les ouragans comme des événements extrêmes alimentés par la chaleur des océans et façonnés par le climat de la Terre. Nos découvertes, publiées dans les Actes de l’Académie nationale des sciences, ajoutent une nouvelle dimension à ce problème en montrant que les interactions vont dans les deux sens – les ouragans eux-mêmes ont le potentiel de réchauffer l’océan et de façonner le climat de la Terre.

Noel Gutierrez Brizuela est titulaire d’un doctorat. Candidat en océanographie physique, Université de Californie, San Diego.

Sally Warner est professeure agrégée de sciences du climat à l’Université Brandeis.

Cet article apparaît avec la permission de The Conversation et peut être trouvé dans sa forme originale ici.

Les opinions exprimées ici sont celles de l’auteur et ne sont pas nécessairement celles de The Maritime Executive.