LOS ALAMOS, NM, 24 février 2021 - La mer de Beaufort, le plus grand réservoir d'eau douce de l'océan Arctique, a augmenté sa teneur en eau douce de 40 % au cours des deux dernières décennies, mettant en péril les modèles climatiques mondiaux. Une libération rapide de cette eau douce dans l'océan Atlantique pourrait faire des ravages sur le délicat équilibre climatique qui dicte le climat mondial.

"Un rejet d'eau douce de cette taille dans l'Atlantique Nord subpolaire pourrait avoir un impact sur un schéma de circulation critique, appelé la circulation méridienne de renversement de l'Atlantique, qui a une influence significative sur le climat de l'hémisphère nord", a déclaré Wilbert Weijer, auteur du Laboratoire national de Los Alamos sur le projet.

Une étude de modélisation conjointe par des chercheurs de Los Alamos et des collaborateurs de l'Université de Washington et de la NOAA a plongé dans les mécanismes entourant ce scénario. L'équipe a d'abord étudié un précédent événement de libération qui s'est produit entre 1983 et 1995, et à l'aide de traceurs de colorants virtuels et de modélisation numérique, les chercheurs ont simulé la circulation océanique et suivi la propagation de la libération d'eau douce.

"Les gens ont déjà passé beaucoup de temps à étudier pourquoi l'eau douce de la mer de Beaufort est devenue si élevée au cours des dernières décennies", a déclaré l'auteur principal Jiaxu Zhang, qui a commencé les travaux pendant sa bourse postdoctorale au Laboratoire national de Los Alamos au Centre. pour les études non linéaires. Elle est maintenant à l'Institut coopératif de l'UW pour les études sur le climat, les océans et les écosystèmes. "Mais ils se soucient rarement de savoir où va l'eau douce, et nous pensons que c'est un problème beaucoup plus important."

L'étude était la plus détaillée et la plus sophistiquée du genre, donnant un aperçu numérique de la diminution de la salinité dans des zones océaniques spécifiques ainsi que des voies de libération d'eau douce. L'expérience a montré de manière inattendue que la majeure partie de l'eau douce atteint l'Atlantique Nord (la mer du Labrador) par un ensemble étroit de passages entre le Canada et le Groenland, appelé l'archipel canadien.

La vision traditionnelle avait surtout considéré le transport d'eau douce liquide sous forme de glace de mer via le détroit de Fram (un passage entre le Groenland et le Svalbard). Il a été démontré que la libération d'eau douce réduisait considérablement les salinités dans la mer du Labrador - un adoucissement de 0.2 unité pratique de salinité (usp) sur les plateaux occidentaux et de 0.4 psu localement dans le courant du Labrador.

Cependant, le rejet modélisé était basé sur les volumes d'eau douce du passé, à partir des années 1990. Aujourd'hui, ce volume est nettement supérieur, plus de 23,300 XNUMX kilomètres cubes, en raison d'un schéma de circulation exceptionnellement persistant appelé le gyre de Beaufort et d'un déclin sans précédent de la glace de mer. Si ce très grand volume d'eau douce est rejeté dans l'Atlantique Nord, les impacts pourraient également être très importants. L'impact exact est encore inconnu. "Notre étude de l'événement de sortie précédent offre une image des impacts potentiels d'une future version plus importante", a déclaré Weijer.

Le modèle utilisé dans l'étude a également été en partie développé à Los Alamos. Il s'agit de l'Energy Exascale Earth System Model version 0 (E3SMv0), qui intègre le Parallel Ocean Program (POP) du LANL et son puissant modèle de glace de mer, CICE.

« Ce travail est un excellent exemple des approches innovantes de modélisation océanique de Los Alamos ; et cela démontre également le leadership du Laboratoire dans la science du climat à haute latitude grâce à des projets tels que l'application et l'essai de modèles de systèmes terrestres à haute latitude (HiLAT-RASM) », a déclaré Weijer.

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L'article : "Le rafraîchissement de la mer du Labrador lié à la libération d'eau douce de Beaufort Gyre." Communications Nature. Jiaxu Zhang, Wilbert Weijer, Michael Steele, Wei Cheng, Tarun Verma et Milena Veneziani. DOI 10.1038/s41467-021-21470-3

Le financement : Cette recherche a été financée par le US DOE Office of Science, une bourse LANL LDRD, une bourse postdoctorale CNLS et la NOAA.

Los Alamos National Laboratory, une institution de recherche multidisciplinaire engagée dans la science stratégique au nom de la sécurité nationale, est géré par Triad, une organisation scientifique de la sécurité nationale axée sur le service public détenue à parts égales par ses trois membres fondateurs: Battelle Memorial Institute (Battelle), Texas A&M University System (TAMUS) et les régents de l'Université de Californie (UC) pour la National Nuclear Security Administration du Département de l'Énergie.

Los Alamos renforce la sécurité nationale en garantissant la sûreté et la fiabilité du stock nucléaire américain, en développant des technologies pour réduire les menaces liées aux armes de destruction massive et en résolvant les problèmes liés à l'énergie, à l'environnement, aux infrastructures, à la santé et aux problèmes de sécurité mondiale.

LA-UR-21-21767