Chaleur des océans

Figure 1. Carte montrant l'évolution des températures moyennes à la surface des océans entre 1956 et 2005 (cliquez pour agrandir). La température de certaines régions de l'hémisphère nord ont augmenté de 3 degrés Celsius.

La chaleur des océans est l'énergie associée au changement des températures moyennes de la surface et de la masse des océans, en raison de facteurs naturels et humains. L'augmentation des niveaux de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, attribuée aux émissions humaines, est une cause majeure du réchauffement.

Le réchauffement des océans représente environ 93 % de l'énergie supplémentaire stockée à partir de la chaleur sur la Terre. Les 7 % qui restent comprennent l'ensemble de l'atmosphère terrestre (1 %), la terre (3 %) et la glace (3 %) (voir la figure 2). Les 700 mètres supérieurs de l'océan contribuent beaucoup plus à cette valeur, car il est plus difficile pour la lumière de pénétrer dans les couches profondes de l'océan, et le transfert de chaleur par conduction et par les courants océaniques sont des processus lents. La distribution de ce réchauffement n'est pas uniforme, comme le montre la figure 1, et dépend de la circulation des eaux océaniques.

Figure 2. Cette figure montre le pourcentage de chaleur supplémentaire stockée dans les réservoirs principaux de la Terre en raison de la présence de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. La chaleur des océans représente une proportion stupéfiante de 93 % de cette chaleur, qui entraîne de nombreux effets néfastes sur l'ensemble de la planète.

Impacts du réchauffement océanique

L'étude de l'évolution des océans au cours des dernières années est très importante, mais en raison de son lien avec l'atmosphère, elle est également complexe. Comme l'atmosphère et l'océan transfèrent tous les deux de la chaleur de l'équateur vers des latitudes plus élevées, toute modification de la circulation océanique peut causer un changement climatique. Cela est également important, car toute augmentation du niveau de la mer affecte directement les zones côtières très peuplées.

Changements de la salinité des océans

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La salinité des océans peut changer pour diverses raisons à la suite d'un réchauffement :

• L'afflux d'eau douce provenant de la fonte de la glace marine réduit la salinité.
• L'augmentation de l'évaporation de l'eau de mer accroît la salinité.
• L'afflux accru d'eau douce provenant de la pluie, des rivières ou de la glace terrestre réduit la salinité.

En général, à mesure que l'intensité du cycle hydrologique (cycle de l'eau) augmente, comme on s'y attend avec le réchauffement de la planète, la salinité des océans devrait changer plus radicalement.

Fonte de la glace

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La fonte de la glace - en particulier de la glace de mer - et la diminution correspondante de l'albédo sont très préoccupantes. La glace est blanche et très réfléchissante, ce qui correspond à un albédo (réflectivité) élevé. Cette réflectivité empêche l'absorption d'une partie de la lumière du Soleil incidente. Cependant, lorsque la glace fond, la végétation, le sol ou l'eau qui se trouvent en dessous sont exposés. Ces surfaces sont plus sombres et se réchauffent plus rapidement ; leur albédo est donc plus faible. Comme ces surfaces à faible albédo sont exposées au Soleil, elles absorbent plus de rayonnement solaire que de la glace. Cette absorption augmente encore les températures et provoque la fonte d'encore plus de glace, réchauffant et poussant continuellement le cycle, connu comme « cycle de rétroaction positive ». Cette rétroaction peut agir plus rapidement sur les océans que sur les terres, car la glace de mer peut fondre plus rapidement que les grandes calottes glaciaires continentales.

La fonte des glaces contribue également à la prochaine conséquence majeure du réchauffement des océans : l'élévation du niveau des mers.

Changements du niveau de la mer

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L'augmentation de la température des océans a entraîné la hausse du niveau de la mer d'environ 20 centimètres. Il y a deux raisons pour lesquelles le réchauffement des océans entraîne l'élévation du niveau de la mer :

1. Les molécules gagnent plus d'énergie cinétique à des températures plus élevées et font que l'eau s'occupe plus d'espace. Ce phénomène est connu sous le nom de dilatation thermique(~1 mm/an).
2. Cette chaleur supplémentaire entraîne la fonte de la banquise. Le Groenland et les autres régions arctiques se réchauffent deux fois plus vite que les autres régions de la planète(~2 mm/year).

Figure 2. Changement du niveau de la mer depuis 1993. L'évolution du niveau de la mer à l'échelle mondiale est loin d'être uniforme, puisque certaines régions affichent un niveau supérieur à trois fois la moyenne mondiale. Ceci est dû aux variations de la structure thermique des 1000 m supérieurs de l'océan.

L'élévation du niveau de la mer est préoccupante, car 11 des 15 plus grandes villes du monde se trouvent sur la côte, ce qui signifie que davantage de personnes sont exposées à des phénomènes violents tels que les inondations et les ouragans. Les effets s'étendent de la sécurité personnelle des gens au coût des dégâts. En 2015, les inondations dans les grandes villes côtières ont coûté environ 6 milliards de dollars (USD) dans le monde, ce qui pourrait atteindre près de 1 000 milliards de dollars en 2050.