Par : Alexandre Fraser, Université de Tasmanie, et Takenobu Toyota, Université d’Hokkaido au Japon.
Toutes les glaces marines de l’Antarctique ne sont pas identiques. Et ce sont les détails les plus fins que les scientifiques doivent connaître davantage pour comprendre son impact sur le système climatique.
La glace de mer de l’Antarctique a fait la une des journaux pour toutes les mauvaises raisons en 2023.
Cela a commencé avec l’étendue la plus basse jamais enregistrée en janvier, sur la base d’un enregistrement satellite remontant à 1978 – un signe inquiétant en soi.
Normalement, la glace de mer de l’Antarctique atteint une étendue minimale d’environ 3 millions de kilomètres carrés en février. En 2023, elle ne pourrait couvrir qu’environ 2 millions de kilomètres carrés.
Mais ce qui s’est produit plus tard dans l’année a vraiment époustouflé les experts : non seulement l’étendue était à un niveau record pendant presque toute l’année, mais l’ampleur de ce record était bien au-delà de ce que de nombreux scientifiques considéraient possible au début de l’année.
Il y a généralement une augmentation constante jusqu’à un maximum d’environ 19 millions de kilomètres carrés en septembre, mais en 2023, la banquise de l’Antarctique n’a même pas atteint 17 millions de kilomètres carrés.
L’incapacité à cultiver ces près de 2 millions de kilomètres carrés supplémentaires pendant l’hiver est extrêmement préoccupante et laisse présager des bouleversements majeurs dans le système climatique.
Les chercheurs s’attendaient depuis un certain temps à ce que l’étendue de la glace de mer en Antarctique commence à diminuer lentement – à mesure que le réchauffement de l’atmosphère et de l’océan s’installe – mais il est juste de dire que cette énorme anomalie a surpris les climatologues.
La compréhension complète de l’anomalie de la glace de mer de l’Antarctique en 2023 échappe encore aux scientifiques, et tandis que les modélisateurs glace-océan travaillent avec acharnement pour trouver des réponses, il est également reconnu que malgré tous leurs efforts, les scientifiques n’en savent toujours pas assez sur de nombreuses propriétés cruciales de la glace de mer. .
Où se trouve (et ne se trouve pas) la glace de mer
En raison de la vaste superficie occupée par la glace, les mesures satellitaires sont la clé d’une surveillance à grande échelle.
Depuis 1978, les chercheurs sont en mesure de déterminer l’étendue de la glace marine presque quotidiennement. Ceci est effectué par des satellites en orbite polaire qui peuvent observer les subtiles émissions de micro-ondes de la surface, et ces mesures se poursuivent encore aujourd’hui.
Mais l’étendue n’est qu’une pièce du puzzle de la glace marine. Pour bien comprendre la glace de mer, il faut en savoir plus sur ses propriétés et sur les différents types de glace de mer qui jouent différents rôles dans le système climatique.
Mouvement de la glace de mer
Tout comme l’étendue des glaces de mer, la vitesse de dérive de la banquise est ce qu’on appelle une variable climatique essentielle.
Sans connaissance du mouvement de la glace marine, il n’y aurait aucun moyen de comptabiliser la glace produite dans une zone et « exportée » vers une autre région – ce serait comme essayer de comprendre un livre en lisant seulement sa dernière page.
Encore une fois, grâce aux observations satellitaires de la Terre, les chercheurs peuvent suivre quotidiennement à distance le mouvement des glaces de mer depuis les années 1990.
Le « Saint Graal » de l’épaisseur de la glace de mer
Mais la connaissance de l’étendue et du mouvement de la glace de mer ne suffit pas encore : les scientifiques doivent également connaître l’épaisseur de la glace.
Pendant longtemps, les mesures d’épaisseur par satellite ont été considérées comme le Saint Graal.
Le moyen le plus direct de mesurer l’épaisseur de la glace de mer à l’échelle mondiale consiste à utiliser l’altimétrie par satellite, en utilisant la même technique que les rubans à mesurer laser des quincailleries.
Les satellites peuvent envoyer une impulsion de lumière laser ou d’énergie radar, mesurer le temps nécessaire à ce signal pour se refléter sur la glace et revenir en arrière, puis estimer la distance jusqu’à la surface de la glace.
En calibrant ce ruban à mesurer spatial en fonction de la hauteur de la surface de la mer à proximité, ils peuvent mesurer avec précision la hauteur de la glace flottant au-dessus de l’eau et ainsi estimer son épaisseur.
Mais cette technique est délicate pour deux raisons : comme pour les icebergs, seulement 10 % environ de l’épaisseur de la glace se trouve au-dessus de l’eau ; et les chercheurs ne connaissent pas avec précision l’épaisseur ou la densité de la couverture neigeuse sus-jacente.
Ainsi, bien que les scientifiques soient capables d’estimer l’épaisseur de la glace de mer à l’aide d’altimètres depuis les années 2000, ces estimations comportent une assez grande incertitude.
L’estimation de l’épaisseur de la glace de mer, ainsi que celle de sa couverture neigeuse, sont actuellement des domaines de recherche très actifs, mais avec plus de travail, la plupart des chercheurs estiment que le Saint Graal est presque à leur portée.
Les prochaines grandes avancées de la recherche sur la glace marine
L’étendue, le mouvement et l’épaisseur de la glace de mer sont trois éléments importants sur la liste de courses des chercheurs, mais ils ont également besoin d’en savoir plus sur la glace de mer pour bien comprendre comment elle pourrait changer à l’avenir.
Une chose qu’il faut en savoir plus est l’endroit où se trouvent les différents types de glace autour de l’Antarctique.
La glace de mer peut être classée selon son âge, par exemple la glace de première année, qui n’a pas survécu à la fonte estivale par rapport à la glace de plusieurs années ; qu’elle bouge (banquise) ou non (banquise côtière, qui est attachée au littoral ou icebergs échoués) ; et s’il est ou non affecté par les vagues et la houle du large (dans la zone dite marginale des glaces).
Chacun de ces types de glace a des rôles et des interactions climatiques distinctement différents – par exemple, dans la zone marginale de glace, les glaçons peuvent être brisés par de grosses vagues, et cette fracturation en floes plus petits peut entraîner une fonte accélérée au printemps.
La compréhension des différents types de glace de mer progresse et, grâce au lancement de satellites plus avancés, les chercheurs acquièrent chaque année davantage de connaissances, mais la connaissance de ces types de glace est encore relativement limitée.
Les modèles climatiques sont la clé pour rassembler ces connaissances
Après chaque progrès considérable dans la compréhension des propriétés et des types de glace de mer, les modélisateurs climatiques mettent ensuite en œuvre ces nouvelles connaissances dans leurs modèles.
À chaque génération de modèle, une nouvelle complexité est ajoutée afin de représenter la glace de manière plus réaliste, et l’augmentation des compétences du modèle qui en résulte est étudiée.
À titre d’exemple, la troisième version majeure du modèle océan/glace du simulateur communautaire australien du climat et du système terrestre est en cours de développement.
Pour la première fois, les chercheurs pourront bientôt faire la différence entre la banquise et la glace côtière, et inclure les vagues afin de représenter la zone marginale de glace dans le modèle.
La surveillance et la modélisation précises de ce composant complexe du système terrestre sont une entreprise coûteuse – exploitant des constellations de satellites multinationales valant des milliards de dollars, des voyages de recherche sur la glace de mer coûtant des dizaines de millions de dollars, du temps de supercalculateur valant des centaines de milliers de dollars et des salaires des chercheurs. pour rassembler tout cela.
Mais le coût sociétal de l’incapacité de comprendre et de prévoir avec précision la glace de mer de l’Antarctique est trop élevé pour être compris, surtout à une époque de changement climatique rapide.
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2024-01-28 17:43:59
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