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Observer les océans à la recherche des signes du changement climatique

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Les océans couvrent plus de 70% de la Terre. Et comme un élément fondamental du système climatique interagissent avec l'atmosphère et la terre. Dans le système climatique, les océans ont une énorme capacité de stockage de chaleur: comparé à l'air, l'eau de mer absorbe quatre fois plus d'énergie par kilogramme en chauffant un degré centigrade. Ainsi, sur les trois mètres de surface des océans, il y a autant d'énergie calorifique que dans toute l'atmosphère. Par conséquent, les océans sont une voie fondamentale de transport de chaleur.

Il n'est pas long que les observations de l'océan subsuperficiel ont commencé à se réaliser sérieusement: Ils ont commencé après la Seconde Guerre mondiale et se sont concentrés dans des zones avec une forte circulation maritime comme l'Atlantique Nord. Cependant, cette histoire est assez longue pour calculer les tendances des températures sous-superficielles avec un degré de certitude scientifique raisonnable.

En fait, l'océan subsuperficiel est l'endroit idéal pour rechercher des preuves nettes des changements climatiques provoqués par l'homme. En effet, un changement dans le système climatique, comme celui provoqué par les gaz à effet de serre, oblige tout le système climatique à trouver un nouvel équilibre: Comme la terre est plus chaude, elle émet plus de chaleur dans l'espace pour compenser. Cette chaleur supplémentaire est principalement absorbée par les océans. D'autre part, les océans sous-superficiels sont moins bruyants que les océans superficiels - qui sont influencés par le temps et les saisons -, de sorte qu'ils sont les signes les plus clairs du changement climatique à long terme.

Une preuve incontestable des océans

Dans un article publié dans la revue Science en juillet 2005, Tim Barnett et ses compagnons ont montré que la tendance au réchauffement observé dans les océans au cours des 40 dernières années ne peut pas être expliquée par la variabilité naturelle, mais que cette tendance était clairement associée à des prévisions climatiques qui tiennent compte de l'influence de l'homme sur le climat. Cependant, cette découverte ne correspondait pas aux mesures effectuées ailleurs.

Dans tous les cas, l'étude a fourni une fiabilité aux modèles quant à la capacité de simulation du changement climatique des modèles climatiques qui incluent la terre, l'océan et l'atmosphère. Dans une large mesure, il n'est plus question que l'activité humaine ait provoqué le changement climatique. Cependant, il va clarifier comment il va changer exactement.

Le Programme mondial de recherche climatique (WCRP) tente de répondre à ces questions. Ce programme est parrainé par la Commission intergouvernementale d'océanographie (IOC) de l'UNESCO, l'Organisation météorologique mondiale (WMO) et le Conseil international de la science (ICSU). Son objectif principal est de déterminer les limites de la prévisibilité du système climatique et de l'influence humaine sur le climat.

Pour les scientifiques, il est encore difficile de distinguer entre le changement climatique causé par l'homme et la variabilité naturelle du climat. La variabilité climatique elle-même semble changer: Les extrémités des incidents en dehors du champ du temps "normal" sont plus séparées les unes des autres. C'est un indicateur du changement climatique. Dans ce contexte, le projet sur la variabilité climatique et la prévisibilité du WCRP aide à mieux prédire les situations climatiques extrêmes et à modéliser – à l'échelle temporelle des jours, des mois et des années – les meilleures.

Observation des océans pour les comprendre

La Commission intergouvernementale d'océanographie (IOC) de l'UNESCO et son programme d'avant-garde, GOOS, sont responsables de l'observation continue des océans au sein des Nations Unies. Une équipe d’experts de l’IOC (OOPC) collabore à la définition des normes et objectifs du concept de «climat global» de GOOS et à la définition d’outils de contrôle et d’évaluation du système.

Parallèlement, avec la participation de l'Organisation météorologique mondiale à un comité technique d'océanographie et de météorologie marine (JCOMM), l'IOC travaille activement à la coordination des réseaux mondiaux à travers un centre de gestion de plateformes in situ (eaux) situé à Toulouse (France) (JCOMMOPS). Ce centre contrôle en permanence des milliers de balises, embarcations et bouées, fixes et dérivantes, en fournissant des données océanographiques.

Parmi ces réseaux sur place, le réseau de bouées d'Argo est celui qui croît le plus rapidement. Les bouées d'Argo sont un outil robotisé et automatique pour mesurer l'océan qui s'applique à 2 km de profondeur dans l'océan. Tous les dix jours, pomper de l'huile dans un réservoir extérieur, remontent à la surface. Lors de l'ascension, ils recueillent des informations sur la température et la salinité (certains mesurent également l'oxygène) et, lorsqu'ils sont en surface, ils transmettent ces informations par satellite.

À la fin de 2005, sur une période de quatre ans, le projet Argo comptait plus de 2.000 bouées disséminées, deux tiers de l'objectif initial (3.000 bouées), presque une bouée de 100.000 km 2, avec une survie de quatre ans. Lorsque les batteries sont épuisées à quatre ans, les bouées ne peuvent pas monter à la surface et beaucoup s'enfoncent). Les bouées d'Argo se sont dispersées dans les océans du monde entier grâce aux efforts de plus de 20 pays participants. Et dans certains endroits, les bouées fournissent plus d'informations sur l'océan subsuperficiel pendant un an que dans toute l'histoire précédant la mise d'Argo.

D'autre part, les bouées qui se trouvent à la dérive sur la surface font place aux courants de la surface mondiale, en fournissant des données sur la surface : température, rapides et souvent pression barométrique. Ces bouées fournissent des données réelles pour vérifier les calculs des satellites sur la température de la surface marine, étant les meilleurs témoins des courants superficiels de l'océan, qui sont guidés par le vent et les tourbillons océaniques. Ils améliorent également les prévisions météorologiques en informant de la pression superficielle.

L'objectif de l'OOPC (groupe d'experts de la Commission intergouvernementale d'océanographie de l'UNESCO) était de disposer d'une bouée de 300.000 km 2, soit un total de 1.250 bouées dérivantes. Objectif atteint en septembre 2005: 1.250. La bouée Global Drifter a été lancée lors d'un événement spécial à Halifax (Canada). Il a été le premier des réseaux mis en place pour l'observation in situ de l'océan qui a atteint son objectif, un fait vraiment mémorable.

Cependant, les scientifiques ne peuvent pas proclamer la victoire et tout simplement rentrer à la maison. Le réseau de bouées dérivantes doit être continuellement renouvelé, car les bouées échouent et s'éloignent rapidement des zones de divergence. En outre, seulement 55% de la planification du réseau mondial d'observation sur place de l'océan (composée de bouées, récepteurs, prospecteurs, marégraphes et bateaux volontaires et de recherche) est terminée.

Les scientifiques se promènent dans les océans

En plus des bouées, les bateaux participent également aux enquêtes. Le navire marchand Skogafoss, cargo à conteneurs de 100 mètres de long, parcourt mensuellement le port de Reykjavik (Islande). Il transporte des conteneurs de poisson congelé en Amérique du Nord. Retour à deux semaines, il fait le même voyage, l'année et l'année. Dans l'Atlantique Nord, il emprunte la route de bateaux la plus septentrionale et, bien qu'au printemps, il faut éviter les icebergs que le Courant du Labrador mène au sud.

Skogafoss est également un navire d'observation volontaire. Émet régulièrement des radiosondes (prospecteurs atmosphériques) à partir d'un laboratoire automatique monté sur le pont arrière. Il dispose de systèmes automatiques de captage de la météorologie superficielle et des températures superficielles de la mer, ainsi que d'instruments de mesure du carbone atmosphérique et océanique. Toutes les heures, l'officier responsable sort à flanc de pont, charge un battermographe (XBT) et tire. Le XBT tombe dans l'océan et mesure un profil de température. Il fournit des données à travers un fil de cuivre détaché, plus mince que les cheveux humains. Ces observations font partie intégrante du système mondial et sont coordonnées à travers les groupes des bacs d'observation JCOMM. Le capitaine et la compagnie du navire fournissent leurs services gratuitement, prêtant volontairement leur temps et leur espace à bord.

C'est un cadeau pour les scientifiques, car les emballages de recherche modernes sont généralement très chers. Carburant, entretien et équipement de 3 à 8 personnes (matériel médiatique officiel, ingénieurs et marins) paient entre 20 000 et 50 000 dollars par jour. Ces récipients volontaires sont, à leur tour, l'un des principaux moteurs d'expansion des bouées superficielles à la dérive et des bouées d'Argo, qui remplissent les trous du réseau d'observation à mesure qu'ils apparaissent.

Information globale pour les décisions locales

La composante globale de GOOS a été conçue pour surveiller, prédire et étudier le climat, mais contribue également à améliorer la météo et la météo marine. Elle gère et diffuse les données sur les océans (actuellement fournies par près de 70 pays) de manière coordonnée, à partir desquelles elle crée des modèles océaniques et climatiques et d'autres produits. Par exemple, l'IOC joue un rôle important dans la coordination des alertes mondiales sur les risques naturels, notamment en ce qui concerne les tsunamis. En fait, les plateformes d'observation qui alimentent les systèmes d'alerte sont souvent les mêmes : des bouées et des marégraphes associés sont utilisés, tant dans les systèmes d'observation du climat que dans ceux d'observation des tsunamis.

Cependant, l'engagement des États n'est pas suffisant. Les océans du monde qui couvrent une si grande partie de la Terre sont le patrimoine de toutes les nations. Presque tous les pays, riches et pauvres, disposent d'une agence météorologique nationale qui fait des prédictions atmosphériques, mais très peu ont une agence océanographique pour l'observation des océans et encore moins un ordre d'observation des océans du monde.

Les réseaux d'observation océanique ont été construits grâce au travail constant de chercheurs océanographiques. Cependant, l'existence même du réseau pose des problèmes, comme c'est le cas des instruments de mesure des courants subsuperficiels qui contrôlent depuis plus de dix ans la circulation thermohaline dans l'Atlantique, mais certains d'entre eux ne seront pas renouvelés, car les agences nationales de recherche préfèrent créer quelque chose de nouveau. Une fois cette surveillance terminée, il n'y aura plus rien pour suppléer à cette absence.

Faible prévision à long terme

Les gouvernements mondiaux ne s'engagent pas à réaliser une observation permanente parce qu'ils ont une vision à court terme. Les politiciens sont très faibles face au problème des gaz à effet de serre causés par l'homme, mais il est clair que le climat continue de changer et que ce changement peut s'accélérer.

L'observation et la recherche scientifique sont essentielles pour aider à comprendre comment le climat changera, améliorer les prévisions sur les changements à court terme dans les climats locaux, améliorer notre maigre connaissance de la chimie des océans et comment changer les écosystèmes, et apporter une meilleure connaissance aux gouvernements mondiaux et aux citoyens pour qu'ils prennent des décisions à l'avenir.

Le climat de la Terre a été modifié sans précédent par l'homme. Face aux conclusions, il sera nécessaire de recueillir autant d'informations que possible.

Pour plus d'informations:

http://ioc.unesco.org/iocweb/climate-Change

Source : UNESCO. "Watching the oceans for signs of climate change", A World of Science, 4. vol. Nº 1, janvier-mars 2006 (http://www.unesco.org/science/)

Article traduit et adapté par Elhuyar avec l'autorisation de l'UNESCO.