Climat : les rétroactions, question clé de la sensibilité climatique - L'atelier

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Cette actualité a été publiée le 05/05/2012 à 11h27 par Fred.


CLIMAT : LES RÉTROACTIONS, QUESTION CLÉ DE LA SENSIBILITÉ CLIMATIQUE

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Climat : les rétroactions, question clé de la sensibilité climatique

 

Actuellement, l'océan absorbe environ un tiers des émissions anthropiques. Il fait donc un effort important, bien qu'insuffisant.

Cette absorption est due à la mise en équilibre des pressions partielles de CO2 dans l'atmosphère et dans la couche superficielle. Ce n'est pas une rétroaction, c'est une conséquence directe du changement de composition de l'atmosphère.

Les causes des variations du CO2 dans l'océan

Le flux de CO2 entre l'océan et l'atmosphère dépend de la différence de pression partielle entre ces deux milieux et est modulé par le vent. En moyenne globale, et à l'équilibre, la pression partielle de CO2 dans l'océan a la même valeur que dans l'air, mais avec une forte variabilité, due à trois causes principales :

- la température. Lorsque celle-ci croît, la pression partielle de CO2 s'accroît aussi. En conséquence, les océans chauds sont des sources de CO2 quand les océans froids sont des puits;

- la photosynthèse de la matière organique par le phytoplancton. Celle-ci utilise du CO2, réduisant ainsi sa pression partielle.

Une large part est restituée à des profondeurs intermédiaires, dans des masses d'eau que la dynamique océanique ramènera en surface au bout de quelques années (à plusieurs dizaines d'années).

Mais une part l'est à grande profondeur, dans des masses d'eau qui ne verront la surface que dans un millier d'années environ. Enfin, une très petite part (moins de 1 ‰) atteint le fond de l'océan et est enfouie dans le sédiment, seuls des mouvements tectoniques pourraient alors lui faire regagner l'atmosphère;

- la circulation océanique. À l'est des océans tropicaux, celle-ci fait remonter en surface des eaux profondes enrichies en CO2.

Dans les régions polaires au contraire, les eaux qui se refroidissent et s'enrichissent en CO2, acquièrent une densité élevée et s'enfoncent sous d'autres masses d'eau, mettant ainsi ce CO2 à l'abri des échanges avec l'atmosphère.

Océan-atmosphère : l'effet de l'augmentation de l'effet de serre

Le réchauffement provoqué par l'augmentation de l'effet de serre a donc pour conséquence de diminuer la capacité d'absorption par les océans.

C'est la principale raison pour laquelle le CO2 diminue lors des phases de refroidissement des glaciations, provoquant à son tour une diminution de l'effet de serre et une amplification du refroidissement initial : l'absorption du CO2 par les océans est, elle aussi, une rétroaction positive.

 

 

La question est souvent mal comprise parce qu'on oublie que l'océan est stratifié et que les échanges entre l'atmosphère et l'océan ne concernent qu'une très petite partie de la masse d'eau, la couche superficielle qui se met rapidement en équilibre avec l'atmosphère.

La constante de temps correspondante est de l'ordre de l'année. Plus précisément si les émissions de CO2 cessaient et si l'on rajoutait 1 GT de carbone dans l'atmosphère sous forme de CO2, la pression partielle du CO2 dans la couche superficielle de l'océan s'équilibrerait avec celle de l'atmosphère en environ une année.

À température constante et sans tenir compte des échanges avec les surfaces continentales, ces 1 GT se répartiraient donc, au bout d'une année, en X GT dans l'océan et 1-X GT dans l'atmosphère.

Pour que l'océan puisse absorber davantage de CO2, il faut que la pression partielle diminue dans la couche de surface. Ceci n'est possible que si le CO2 est évacué vers l'océan profond.

Comme expliqué ci-dessus, il peut l'être, soit grâce à l'activité biologique (photosynthèse par le phytoplancton et chute en profondeur des débris), soit lors de la formation des eaux profondes dans les mers froides.

Ces processus sont divers mais ils sont beaucoup plus lents et les constantes de temps correspondantes sont de l'ordre de plusieurs dizaines d'années ou du siècle.

Ce n'est donc qu'au bout d'un siècle environ que la pression partielle de CO2 dans la couche de surface aura suffisamment diminué pour permettre l'absorption de la plus grande partie des 1-X GT qui restaient encore dans l'atmosphère.

 

Un article de Yves Fouquart, publié par Futura-Sciences

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Auteur : Yves Fouquart

Source : www.futura-sciences.com