El Niño est la phase chaude d’un cycle de températures chaudes et froides à la surface de la mer dans les zones tropicales du centre et de l’est de l’océan Pacifique. Alors qu’il devrait être particulièrement intense en 2023, deux scientifiques de l’ICTP évoquent l’histoire de ses observations et les liens avec le changement climatique.
Les scientifiques du monde entier ont prévu un épisode El Niño important en 2023. El Niño (« le garçon » en espagnol) est la phase chaude de l’oscillation australe El Niño (ENSO ; le cycle des températures chaudes et froides à la surface de la mer dans l’océan Pacifique tropical central et oriental).
La phase El Niño se caractérise par une bande d’eau océanique chaude qui se développe dans le centre et le centre-est du Pacifique équatorial (y compris la zone autour de la côte pacifique de l’Amérique du Sud). La phase ENSO opposée, La Niña (« la fille » en espagnol), se caractérise par des températures de surface de la mer plus froides que la normale dans l’est du Pacifique.
Mais depuis combien de temps les phénomènes El Niño existent-ils et comment ont-ils été mesurés dans le passé ? Fred Kucharski et Adnan Abid, climatologues au CIPT et membres de la section “Physique du système terrestre” du Centre, évoquent l’histoire des observations d’El Niño.
Quelles sont les causes d’El Niño ?
Fred Kucharski : Considérons l’état climatique moyen dans la région du Pacifique, qui est inhabituel en ce sens que les eaux du Pacifique équatorial oriental sont en fait assez froides par rapport à celles du Pacifique équatorial occidental (24 contre près de 30 ºC). Ce phénomène est dû à une forte remontée d’eau froide de subsurface dans le Pacifique équatorial oriental, partiellement induite par les alizés qui soufflent en permanence et éloignent l’eau des côtes d’Amérique centrale et d’Amérique du Sud. Cette eau est ensuite remplacée par de l’eau plus froide provenant du sous-sol. Un mécanisme de rétroaction positive est également à l’œuvre sur l’équateur entre la remontée d’eaux souterraines plus froides dans le Pacifique équatorial oriental et la force des alizés de l’est : plus la remontée est forte, plus l’eau est froide dans le Pacifique oriental et plus la pression y est élevée, ce qui renforce encore les alizés. Ces derniers renforcent alors la remontée d’eau. C’est ce que l’on appelle le mécanisme de rétroaction de Bjerknes. El Niño est une rupture de cet état moyen, et une petite perturbation initiale des températures de surface de la mer peut s’amplifier en raison du même mécanisme de Bjerknes. Si l’eau du Pacifique oriental est légèrement plus chaude que d’habitude, il peut en résulter une baisse de pression qui affaiblit les alizés, ce qui entraîne un affaiblissement de la remontée d’eau et une intensification du réchauffement.
Quelle est la précision des données ?
Fred Kucharski : Ce sont les données des 40 dernières années qui nous inspirent le plus de confiance, car nous disposons de satellites pour tout mesurer et de toute la couverture mondiale nécessaire. Avant cela, il y avait déjà des stations de mesure dans tout le Pacifique équatorial pour mesurer les températures de surface de la mer et mieux comprendre El Niño.
Adnan Abid : Ces stations faisaient partie du programme de mesure TOGA (Tropical Ocean – Global Atmosphere).
Fred Kucharski : À partir des années 1980, les informations satellitaires et les données de surface se sont rapprochées. Il était toujours important de disposer des données de surface, car il ne serait pas idéal d’utiliser les données satellitaires seules sans pouvoir effectuer des corrections statistiques à l’aide de mesures. Les données satellitaires ont été combinées avec les données de surface pour obtenir une idée plus claire de la situation réelle.
Adnan Abid : Aujourd’hui, il existe également des flotteurs Argos (des appareils de mesure robotisés capables de flotter à différentes profondeurs et de collecter des informations), qui vont dans les profondeurs de l’océan et ramènent des données sur la température, la pression et la salinité de la mer. Ceux-ci ajoutent à la robustesse de l’ensemble des données. Les choses s’améliorent donc à cet égard ; la fiabilité s’améliore, mais il faut aller plus loin.
Comment sont effectuées les mesures dans l’océan profond ?
Adnan Abid : Dans le cas du programme de flotteurs Argos, les instruments sont placés dans l’océan et envoyés dans les profondeurs. Les données sont ensuite collectées lorsqu’ils remontent à la surface. Ces mesures en eaux profondes sont effectuées depuis 20 ans.
Fred Kucharski : Ces mesures sont absolument cruciales, car sans ces données, il peut être difficile d’apprendre quoi que ce soit. Et le fait de disposer d’un bon ensemble de données pour les années récentes permet également de remonter dans le temps à l’aide de techniques statistiques.
Jusqu’où remonte la météorologie ?
Fred Kucharski : L’intérêt pour les mesures météorologiques remonte à loin : par exemple, pour étudier les moussons indiennes dans les années 1920. Si l’on remonte plus loin, on constate qu’au XIXe siècle, on avait tendance à mesurer tout ce qui pouvait l’être. L’approche n’était pas très systématique en termes de position des mesures ; les navires atteignaient une position et mesuraient tout ce qu’ils pouvaient mesurer. Les navires atteignaient une position et mesuraient tout ce qu’ils pouvaient mesurer. Il y avait un intérêt pour la collecte de données, mais il ne s’agissait pas de navires dont l’objectif était de prendre les mesures particulières dont nous avons besoin. Si l’on remonte plus loin dans le temps, avant qu’il n’y ait des mesures par bateau, nous disposons de mesures indirectes, telles que celles qui examinent la désintégration d’un isotope de l’oxygène. Ces mesures peuvent être utilisées comme indicateurs des conditions océaniques.
Les événements El Niño ont été présents tout au long de la période d’observation des températures de surface de la mer disponible à partir du milieu du XIXe siècle, mais ils apparaissent également dans les reconstitutions paléoclimatiques qui remontent à plusieurs milliers d’années. Il existe probablement des milliers d’années de données, et plus loin dans le temps, nous disposons d’un plus grand nombre de fragments d’enregistrements continus. Si l’on considère les nouveaux travaux de forage dans l’Arctique, on peut remonter à des centaines de milliers d’années. Les paléo-enregistrements indiquent essentiellement que l’ENSO a toujours existé.
Quelle est la relation entre le changement climatique et El Niño ?
Fred Kucharski : Si l’on examine l’ensemble des données depuis 1900 jusqu’à aujourd’hui, on constate une nette augmentation de l’ampleur de l’ENSO. Mais les scientifiques sont très, très prudents lorsqu’il s’agit d’attribuer ce phénomène à quoi que ce soit comme le changement climatique. Il y a une augmentation de l’ampleur, mais je ne pense pas qu’il soit prouvé que cette augmentation de l’ampleur soit même physique. Cette augmentation pourrait être due à un manque de données dans le passé. Même si vous regardez à partir des années 1950, il y a peut-être une augmentation, une légère tendance vers des El Niños plus forts au fur et à mesure que l’on avance dans la série temporelle, et cela peut être fiable. Disons que c’est fiable. Cependant, le relier au changement climatique est une autre affaire, car sur cette période de 50 ans, nous n’avons peut-être connu qu’une dizaine d’événements El Niño. Il existe des études célèbres qui utilisent des simulations climatiques couplées océan-atmosphère sans aucun changement dans la concentration de CO2 et de gaz à effet de serre. Ces simulations ont duré 5 000 ans, et les chercheurs ont examiné les périodes de cette simulation totalement imprévue. Ils ont trouvé des périodes où l’ENSO avait une magnitude doublée et d’autres avec une magnitude réduite de moitié ou moins, juste par hasard. Il serait donc tout à fait illogique d’essayer d’établir un lien entre ce qui s’est passé lors d’un très petit nombre d’événements, qui ont été, il est vrai, très forts, et le changement climatique.
Par Charlotte Phillips
Cet article a été publié pour la première fois par l’ICTP.
