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Pourquoi les modèles climatiques sous-estiment le déclin de la banquise arctique ?
Recherche, Sciences de l'Univers
Des chercheurs grenoblois prévoient la disparition de la banquise bien avant la fin du siècle
Depuis quelques décennies, la banquise arctique subit un
déclin spectaculaire, bien au-delà des projections des modèles
climatiques. La rapidité inattendue de cette disparition vient d'être expliquée par des chercheurs du CNRS, de
l'Université Joseph Fourier et du Massachusetts Institute of Technology. Selon eux, les modèles climatiques
sous-estiment la vitesse d'amincissement de la banquise. Celle-ci est en réalité près de quatre fois plus rapide
que celle calculée par les modèles. A l'origine de ce biais, une « mauvaise » représentation de la dérive des
glaces de mer, et donc de leur évacuation vers le sud, à travers le détroit de Fram, hors du bassin arctique.
Permettant de corriger l'écart entre simulations et observations, une meilleure prise en compte de ce
mécanisme suggère la disparition de la banquise arctique estivale, bien avant la fin du siècle.
L'Arctique perd environ 10% de sa couche de glace permanente tous les dix ans depuis 1980. La fonte de la banquise
arctique atteint des records : mi-septembre 2007, lors de leur minimum annuel d'extension, les glaces pérennes
couvraient une surface de 4,14 millions de km² contre 7,5 millions de km² en moyenne il y a 30 ans. Une triste
performance qui a été frôlée de nouveau ce mois de septembre 2011 (4,34 millions de km2).
Les simulations climatiques réalisées dans le cadre du GIEC2 reproduisent effectivement un déclin des glaces de mer
arctiques sous l'effet du réchauffement climatique. Elles prédisent la disparition de la banquise estivale à la fin de ce
siècle. Toutefois, comparés à 30 ans d'observations détaillées par satellite, ces modèles paraissent optimistes : la
banquise arctique s'est amincie sur la période 1979-2008 en moyenne quatre fois plus vite que dans les
simulations climatiques. Les observations ne sont donc pas correctement reproduites par les modèles climatiques qui
sont calés essentiellement sur des variables globales, comme la température moyenne du globe, et non « régionales ».
D'où provient cet écart ? L'explication, selon une équipe franco-américaine impliquant notamment le Laboratoire de
glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE - CNRS / Université Joseph Fourier), serait une mauvaise
représentation, dans les modèles, du comportement mécanique de la banquise et de la dérive des glaces de mer. Pour
le démontrer, les chercheurs se sont intéressés aux mécanismes de dérive des glaces de mer en regard de leur état
(épaisseur et concentration), puis ont analysé les prédictions des modèles, en lien avec les données sur le terrain. En
2009, ces mêmes scientifiques avaient mis en évidence une accélération significative de la dérive de la banquise au
cours de ces dernières décennies. Ils l'expliquent désormais par l'amincissement, devenu plus rapide, de cette glace de
mer : une banquise moins épaisse, plus fragile donc, se fragmente plus aisément. Ce qui la rend plus mobile, favorisant
son évacuation vers le sud du détroit de Fram, entre le Groenland et l'archipel du Svalbard, en dehors de l'océan
Arctique, où elle fondra. Ce mécanisme renforce probablement aujourd'hui le déclin des glaces de mer arctiques .
La dérive des glaces de mer est un processus mal décrit par les modèles. Dans ces derniers, aucune accélération de la
dérive et de l'évacuation de la banquise vers le sud n'a lieu : les glaces de mer « modélisées » se comportent comme
étant en dérive libre, c'est-à-dire sans interaction mécanique entre les fragments de glace, et ce quelque soit la saison,
la période considérée ou encore l'épaisseur des glaces. Ainsi, il n'y aucun lien, dans les modèles, entre amincissement
de la banquise et accélération supplémentaire de sa dérive.
Pour corriger l'écart entre simulations et observations en termes de vitesse d'amincissement et de déclin de la banquise
arctique, il faudrait imposer une accélération de l'évacuation des glaces à travers le détroit de Fram. La prise en compte
de ce mécanisme suggère un océan Arctique dépourvu de glace à la fin de l'été, bien avant la fin du siècle. La
disparition de la banquise arctique interviendrait plus vraisemblablement d'ici les prochaines décennies, ce qui
ne sera pas sans conséquence sur les écosystèmes, l'exploitation de ressources off-shores, ou les routes
maritimes.
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© Lucas Girard
Référence :
P. Rampal, J. Weiss, C. Dubois, J.M. Campin, (2011). IPCC climate models do not capture Arctic sea ice drift
acceleration: Consequences in terms of projected sea ice thinning and decline, J. Geophys. Res, Vol. 116, C00D07, 17
PP.
Mise à jour le 23 septembre 2014
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