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La mer d’Irminger, une partie cruciale de l’AMOC // The Irminger Sea, a crucial part of the AMOC

J’ai insisté à plusieurs reprises sur l’importance de la circulation méridienne de retournement de l’Atlantique (AMOC) pour réguler le climat et sur ce qui se passerait si cet énorme tapis roulant cessait de fonctionner. Dans une étude récente publiée dans Science Advances, des scientifiques ont identifié le moteur océanique qui joue le plus grand rôle dans la gestion des principaux courants atlantiques qui régulent le climat de la Terre.
La mer d’Irminger, au sud-est du Groenland, est l’endroit où arrivent les eaux chaudes qui transportent la chaleur vers le nord depuis l’hémisphère sud, puis retournent vers le sud en s’enfonçant le long du fond de l’océan. En tant que telle, cette région joue un rôle essentiel dans le fonctionnement de l’AMOC. L’étude explique qu’il est urgent de mieux surveiller cette zone particulière.
L’AMOC, qui comprend le Gulf Stream, maintient un climat tempéré dans l’hémisphère nord et régule les conditions météorologiques à travers le monde. Toutefois, en raison du réchauffement climatique, l’AMOC pourrait ne pas maintenir les températures stables très longtemps. Les recherches montrent qu’en se déversant dans l’Atlantique Nord, l’eau de fonte de l’Arctique réduit la densité des eaux de surface et les empêche de s’enfoncer pour former des courants de fond. Cette situation ralentit le processus qui alimente l’AMOC.
La mer d’Irminger est particulièrement importante pour maintenir ces courants de fond. On peut lire dans l’étude que « l’arrivée d’eau douce dans cette région non seulement inhibe directement la formation d’eau profonde – essentielle pour maintenir la force de l’AMOC – mais cela modifie également les schémas de circulation atmosphérique. » Une réduction de la quantité d’eau qui s’enfonce dans la mer d’Irminger a probablement des impacts plus importants sur le climat de la planète que des réductions du même type dans d’autres mers du nord.
La mer d’Irminger a une influence très forte sur la force de l’AMOC car elle régule la quantité d’eau qui s’enfonce pour former des courants profonds dans les mers voisines par le biais de processus atmosphériques. L’apport d’eau douce dans la mer d’Irminger améliore le flux d’eau douce dans la Mer du Labrador entre le sud-ouest du Groenland et la côte du Canada, par exemple. Une réduction importante de la formation de courants profonds dans la mer d’Irminger aura des effets en cascade sur la formation de courants profonds dans tout l’Atlantique Nord.
Les auteurs de l’étude ont examiné l’impact de l’eau de fonte sur l’AMOC à l’aide d’un modèle climatique qui simulait une augmentation de l’apport d’eau douce dans quatre régions : la mer d’Irminger, la Mer du Labrador, les mers nordiques et l’Atlantique Nord-Est. Les chercheurs ont pu détecter la sensibilité de l’AMOC à l’eau de fonte dans chaque région, puis ils ont identifié des changements spécifiques du climat de la planète liés à chaque scénario. Le rôle de la mer d’Irminger pour l’AMOC a dépassé celui des trois autres régions du modèle et a déclenché des réactions climatiques plus fortes. La réduction de la formation d’eau profonde a entraîné un refroidissement généralisé dans l’hémisphère nord, ainsi qu’une expansion de la glace de mer arctique, car l’eau chaude n’arrivait plus en provenance du sud.
La simulation a également montré un léger réchauffement dans l’hémisphère sud et a confirmé les conclusions précédentes selon lesquelles un AMOC plus faible perturbait très fortement les systèmes de mousson tropicale.
Source : Live Science via Yahoo News.

Vue des courants océaniques dans la mer d’Irminger (Source : Oceanography)

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I have insisted several times on the importance of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) to regulate the climate and what would happen if this huge conveyor belt stopped working. In a recent study published in Science Advances, scientists have pinpointed the ocean engine with the biggest role in driving key Atlantic currents that regulate Earth’s climate.

The Irminger Sea off southeastern Greenland is where warm waters that transport heat northwards from the Southern Hemisphere sink and then return south along the bottom of the ocean. As such, this region plays a critical role in powering the AMOC. The study highlights the urgent need for better monitoring in this particular location.

The AMOC, which includes the Gulf Stream, maintains a temperate climate in the Northern Hemisphere and regulates weather patterns across the globe. But due to climate change, the AMOC may not keep temperatures stable for much longer. Research shows that Arctic meltwater gushing into the North Atlantic is reducing the density of surface waters and preventing them from sinking to form bottom currents, thus slowing the machine that powers the AMOC.

It turns out the Irminger Sea is particularly important for keeping these bottom currents flowing. One can read in the study that « freshwater release in this region not only directly inhibits deep-water formation — essential for maintaining the strength of the AMOC — but also alters atmospheric circulation patterns. » A reduction in the amount of water sinking in the Irminger Sea likely has greater impacts on the global climate than reductions of the same kind in other northern seas.

The Irminger Sea has a disproportionate influence on the strength of the AMOC because it regulates the amount of water sinking to form deep currents in nearby seas through atmospheric processes. Freshwater input into the Irminger Sea enhances freshwater flow into the Labrador Sea between southwestern Greenland and the coast of Canada, for example, so a reduction in deep-current formation in the Irminger Sea has knock-on effects for deep-current formation across the entire North Atlantic.

The authors of the study examined the impact of meltwater on the AMOC using a climate model that simulated an increase in freshwater input in four regions : the Irminger Sea, the Labrador Sea, the Nordic Seas and the Northeast Atlantic. The researchers were able to detect the sensitivity of the AMOC to meltwater in each region, then identified specific changes in the global climate linked to each scenario. The role of the Irminger Sea for the AMOC outweighed that of the three other regions in the model and triggered stronger climate responses. Reduced deep-water formation led to widespread cooling in the Northern Hemisphere, as well as Arctic sea ice expansion, because warm water was not being brought up from the south.

The simulation also showed slight warming in the Southern Hemisphere and bolstered previous findings that a weaker AMOC would throw tropical monsoon systems into chaos.

Source : Live Science via Yahoo News.

Changement climatique et circulation océanique // Climate change and ocean circulation

Avec le changement climatique et le réchauffement de la planète, une crainte majeure des scientifiques est que la hausse des températures puisse modifier la circulation mondiale des océans, avec des conséquences sur des courants comme le Gulf Stream.
Des scientifiques qui étudient un secteur de l’Atlantique Nord ont découvert de nouvelles preuves que l’eau douce produite par la fonte du Groenland et de la banquise arctique modifie déjà un processus clé qui contribue à la circulation mondiale des océans.
Dans les eaux froides qui se trouvent de part et d’autre du Groenland, la circulation océanique «se renverse» : les eaux de surface se déplacent vers le nord, deviennent plus froides et plus denses et finissent par s’enfoncer vers l’Antarctique à des profondeurs extrêmes. Toutefois, une trop grande quantité d’eau douce à la surface pourrait interférer avec cette convection car, étant moins salée, l’eau perd de sa densité et ne s’enfonce pas aussi facilement.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques du Centre GEOMAR Helmholtz pour la Recherche Océanique à Kiel (Allemagne) ont découvert qu’après des étés particulièrement chauds dans la Mer d’Irminger, au sud-est du Groenland, la convection avait tendance à être perturbée en hiver. Dans certains cas, une couche d’eau de fonte reste à la surface de l’océan l’année suivante, au lieu de disparaître dans ses profondeurs dans le cadre de la circulation méridienne de retournement. Les dernières observations montrent que cette eau douce retarde considérablement la convection depuis plusieurs années.
La dernière étude repose sur un travail d’observation ; il ne s’agit pas d’une prévision, et personne ne sait vraiment quelle quantité d’eau douce serait suffisante pour ralentir ou arrêter de façon significative la Circulation Méridienne de Retournement – Atlantic Meridional Overturning (AMOC) – aussi appelée circulation thermohaline. Néanmoins, cela montre que des processus clés qui inquiètent le monde scientifique depuis longtemps sont maintenant en cours.
Pour rassembler toutes les données, les chercheurs ont parcouru en bateau la Mer d’Irminger. Là, ils ont récolté les données fournies par des balises qui effectuent des mesures des eaux dans les régions clés de la convection océanique. Les chercheurs possèdent maintenant des données qui s’étalent sur 13 années de mesures. Ils ont constaté qu’en hiver, l’air froid refroidit suffisamment l’eau de surface qui s’écoule vers le nord pour la rendre plus dense et la faire s’enfoncer. Toutefois, l’eau de fonte interfère avec ce processus et le retarde, faute d’une salinité suffisante. Dans les années où se déversent de grandes quantités d’eau de fonte, l’océan devient également plus chaud. Cela contribue à retarder le début de la convection car la couche superficielle de l’océan éprouve des difficultés à perdre suffisamment de chaleur pour s’enfoncer dans les profondeurs. L’étude a révélé que 40% des eaux de fonte se sont attardées dans la Mer d’Irminger pendant l’hiver 2010-2011.
L’étude n’est pas en mesure de prévoir le moment où ces processus atteindront un seuil critique et provoqueront un changement majeur vers un nouveau régime de circulation océanique. Les simulations du changement climatique montrent généralement que si la hausse globale des températures devait effectivement affaiblir la circulation méridienne de retournement dans l’Atlantique, le processus se ferait progressivement, mais les scientifiques reconnaissent que ces simulations ne sont pas nécessairement exhaustives. C’est pourquoi l’étude actuelle est très importante et représente une pièce maîtresse du puzzle.
Source: The Washington Post.

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With climate change and global warming, a major fear of scientists is that the rising temperatures may alter the global circulation of the oceans, with consequences on currents like the Gulf Stream.

Scientists studying a stretch of the North Atlantic have found new evidence that fresh water, likely melted from Greenland or Arctic sea ice, may already be altering a key process that helps drives the global circulation of the oceans.

In cold waters on either side of Greenland, the ocean circulation « overturns, » as surface waters travelling northward become colder and more dense and eventually sink, travelling back southward toward Antarctica at extreme depths. But too much fresh water at the surface could interfere with the convection because with less salt, the water loses density and does not sink as easily.

In a new research, scientists at the GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research in Kiel, Germany, found that following particularly warm summers in the remote Irminger Sea, convection tended to be more impaired in winter. In some cases, a layer of meltwater stayed atop the ocean into the next year, rather than vanishing into its depths as part of the overturning circulation. The latest observations show that there is actually freshwater and that it is already affecting the convection and it delays this convection quite a lot in some years.

However, this is an observational study, not a prediction for the future, and nobody really knows how much freshwater is enough to significantly slow or shut down the AMOC, an acronym for Atlantic Meridional Overturning Circulation.  Still, it suggests that key processes that have raised long-standing concern are already happening.

To collect the data, the researchers travelled by ship out into the Irminger Sea to the southeast of Greenland. There, they read data from ocean moorings that take measurements of the character of the waters in key regions of ocean convection. The researchers now have a 13-year record to draw upon from this area.

In winter, cold air chills the northward-flowing surface water in this region enough to cause it to become denser and sink. But meltwater interferes with and delays this process because, lacking salinity, it is less dense and so less prone to sink. In the high meltwater years, the ocean is also just warmer overall. That also delays the onset of convection because it is harder for the ocean surface layer to lose enough heat to sink. The study found that in the single year 2010, 40 percent of fresh meltwater managed to linger in the Irminger Sea over winter and into the next year.

There are no predictions in this study about when these processes would actually reach such a threshold or cause a major switch to a new regime. Climate change simulations have generally found that while global warming should indeed weaken the Atlantic overturning circulation, that should play out gradually, but scientists acknowledge that these simulations are not necessarily complete. That’s why the current study, also matters a great deal and represents an important piece in the puzzle.

Source : The Washington Post.

Circulation des courants de surface (courbes entières) et des courants profonds (courbes en pointillés) qui forment une partie de la circulation méridienne de retournement dans l’Atlantique (Source: Woods Hole Oceanographic Institution)