Record de chaleur océanique en 2020 // Ocean heat hit record highs in 2020

Beaucoup de navigateurs ont profité du Vendée Globe pour récolter des informations précieuses sur les fonds marins. Ainsi, la navigatrice Alexia Barrier (à bord de TSE-4myplanet) avait emporté dans son bateau une multitude d’instruments, comme un dispositif permettant de mesurer en continue la température et la salinité de l’océan. Alexia a aussi déposé des balises, dans les océans Indien et Pacifique. Ils vont étudier la température de l’eau et les courants afin de cartographier l’océan. À Brest (Finistère), des scientifiques récupèrent ces données afin d’étudier les bouleversements climatiques.

Il y a de quoi s’inquiéter. Une nouvelle étude publiée en janvier 2021 montre que la température des océans a atteint des niveaux record en 2020. C’est la deuxième année consécutive marquée par un record de chaleur océanique. Il ne faudrait pas oublier que plus de 90% de l’excès de chaleur dû au réchauffement climatique est absorbé par les océans. Le réchauffement des océans reflète donc en grande partie le déséquilibre énergétique de la Terre.

En 2020, le contenu en chaleur de l’océan entre 0 et 2000 mètres a de nouveau battu un record pour atteindre un niveau sans précédent depuis le début de l’ère instrumentale. Le record avait déjà été battu en 2017 et en 2019.

Le réchauffement à long terme de l’océan fournit un aperçu des changements à venir en raison de l’inertie thermique des océans. L’augmentation du contenu thermique des océans et l’élévation du niveau de la mer, principalement par expansion thermique et fonte de la glace sur la terre, sont des témoins majeurs du changement climatique. On sait déjà que de nombreuses régions littorales seront exposées aux tempêtes, aux vagues de submersion, aux inondations, et ne seront plus habitables.

Voici quelques données qui en disent long sur la situation actuelle :

Sur la période 1960-2020, 40.3%, de la chaleur a été stockée entre 0 et 300 mètres, 21.6% entre 300 et 700 mètres, 29.2% entre 700 et 2000 mètres, 8.9% entre 2000 mètres et le fond de l’océan.

Avant 1992, le réchauffement de l’océan profond peut être considéré comme négligeable.

Par rapport à la période 1981-2010, le réchauffement concerne quasiment toutes les régions du globe avec des taux plus élevés dans l’Atlantique nord et sud (sauf au sud-est du Groenland) et dans certaines zones du Pacifique, des Océans Indien et Austral.

Sur le long terme, le réchauffement est plus ou moins important selon les régions.

Dans l’Atlantique Nord tropical, où les ouragans se produisent et se développent, les augmentations thermiques sont très significatives depuis le début des mesures.

La mer Méditerranée est clairement affectée par le réchauffement climatique avec une hausse importante depuis 2010.

Dans le nord de l’océan Indien, le réchauffement est abrupt depuis 2000.

L’Océan Austral connaît un réchauffement continu depuis le début les années 1960.

Le réchauffement plus marqué des océans dans les couches supérieures par rapport aux eaux profondes a provoqué une augmentation de leur stratification au cours des 50 dernières années. Ensuite, tout s’enchaîne. Avec une stratification accrue, la chaleur du réchauffement climatique pénètre moins efficacement dans l’océan profond, ce qui contribue à un réchauffement supplémentaire de la surface. Il s’ensuit une réduction de la capacité de l’océan à stocker du carbone, ce qui exacerbe le réchauffement de la surface de la planète. En outre, le réchauffement climatique entrave les échanges verticaux de nutriments et d’oxygène, avec pour conséquence un impact sur l’approvisionnement alimentaire de l’ensemble des écosystèmes marins.

Source : France Info, global-climat.

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Many sailors have taken advantage of the Vendée Globe to gather valuable information on the seabed. Thus, Alexia Barrier (aboard TSE-4myplanet) had taken in her boat a multitude of instruments, such as a device for continuously measuring the temperature and salinity of the ocean. Alexia has also left beacons in the Indian and Pacific Oceans. They will study the water temperature and the currents in order to map the ocean. In Brest (Finistère), scientists are collecting this data in order to study climate change.

There is cause for concern. A new study published in January 2021 shows that ocean temperatures reached record highs in 2020. This is the second year in a row marked by a record high ocean heat. It should not be forgotten that more than 90% of the excess heat due to global warming is absorbed by the oceans. The warming of the oceans therefore largely reflects the energy imbalance of the Earth.

In 2020, the heat content of the ocean between 0 and 2,000 metres again broke a record and reached a level never seen since the beginning of the instrumental era. The record had already been broken in 2017 and 2019.

The long-term warming of the ocean provides a glimpse of the changes to come due to the thermal inertia of the oceans. The increasing heat content of the oceans and the rise in sea level, mainly through thermal expansion and melting ice on land, are major evidence to climate change. We already know that many coastal regions will be exposed to storms, submersion, floods, and will no longer be habitable.

Here is some data that says a lot about the current situation:

Over the period 1960-2020, 40.3% of the heat was stored between 0 and 300 metres, 21.6% between 300 and 700 metres, 29.2% between 700 and 2000 metres, 8.9% between 2000 metres and the ocean floor .

Before 1992, the warming of the deep ocean can be considered negligible.

Compared to the period 1981-2010, warming affects almost all regions of the globe with higher rates in the North and South Atlantic (except south-eastern Greenland) and in certain areas of the Pacific, of the Indian and Southern Oceans.

In the long term, the warming is more or less significant, depending on the region. In the tropical North Atlantic, where hurricanes occur and develop, thermal increases have been very significant since the start of measurements.

The Mediterranean Sea is clearly affected by global warming with a significant increase since 2010.

In the northern Indian Ocean, warming has been steep since 2000.

The Southern Ocean has experienced continuous warming since the early 1960s.

The greater warming of the oceans in the upper layers compared to the deep ones has caused an increase in their stratification over the past 50 years. Then it all comes together. With increased stratification, the heat of global warming penetrates less efficiently into the deep ocean, which contributes to further warming of the surface. The result is a reduction in the ocean’s capacity to store carbon, which exacerbates the warming of the planet’s surface. In addition, global warming hampers the vertical exchange of nutrients and oxygen, with consequent impact on the food supply of all marine ecosystems.

Source: France Info, global-climat.

Evolution du réchauffement des différentes couches océaniques [en zettajoules (ZJ =1021 Joules] au cours des 6 dernières décennies (Source : global-climat)

https://global-climat.com/

Réchauffement climatique et stratification des océans // Climate change and ocean stratification

Vous ne vous en rendez pas compte quand vous faites trempette dans l’Océan Atlantique ou la Mer Méditerranée, mais les océans et les mers de la planète sont devenus plus stratifiés et plus stables au cours des dernières décennies à cause du réchauffement climatique.

Il faut savoir que les océans présentent une stratification verticale selon trois couches principales : 1) eaux de surface, 2) thermocline, et 3) eaux profondes. La thermocline est la couche d’eau qui organise la transition entre les deux autres couches.

L’augmentation de la stratification des océans est importante. D’une part, elle a des conséquences majeures pour la vie dans l’océan en réduisant les échanges de nutriments et d’oxygène. D’autre part, la stratification est une rétroaction positive qui risque en retour d’aggraver le réchauffement climatique.

Une nouvelle étude publiée dans  Nature Climate Change  montre que l’océan mondial est devenu plus stratifié, ce qui implique des différences de densité, avec une eau plus chaude, plus légère et moins salée qui se superpose à une eau plus lourde, plus froide et plus salée. Le mélange entre ces couches se produit lorsque la chaleur s’infiltre lentement plus profondément dans l’océan, phénomène qui se combine à l’action des courants, des vents et des marées. Le problème, c’est que plus la différence de densité entre les couches est grande, plus le mélange est lent et difficile et plus l’océan devient stratifié et stable.

La densité de l’eau de mer ne dépend pas seulement de la température ; elle dépend aussi de la salinité. L’eau douce est plus légère que l’eau salée, et la fonte des glaces entraîne une accumulation d’eau douce et légère à la surface, en particulier aux latitudes plus élevées.

Cette configuration stratifiée stable agit comme une barrière. Elle tend à empêcher le mélange avec des eaux froides plus profondes. Cela a donc un impact sur l’efficacité des échanges verticaux de chaleur, de carbone, d’oxygène et d’autres constituants.

La dernière étude montre que la stratification de l’océan a augmenté de 5,3% depuis 1960 pour les 2000 m supérieurs. De 1960 à 2018, les données IAP (Institute of Atmospheric Physics) montrent un renforcement de la stratification de 5 à 18% dans les 150 premiers mètres.

La stratification, cependant, n’a pas augmenté uniformément dans tous les bassins océaniques. La plus forte augmentation a été observée dans l’océan Austral (9,6%), suivi de l’océan Pacifique (5,9%), de l’océan Atlantique (4,6%) et de l’océan Indien (4,2%).

La modification de la stratification va avoir des conséquences importantes. En effet, avec une stratification accrue, la chaleur du réchauffement climatique ne peut pas pénétrer aussi facilement dans l’océan profond, ce qui contribue à augmenter la température de surface. Le phénomène réduit également la capacité de stockage du carbone dans l’océan, exacerbant le réchauffement climatique dans une boucle de rétroaction. L’eau de surface chaude n’absorbe pas le dioxyde de carbone aussi efficacement que l’eau froide et ne l’enfouit pas en profondeur.

Enfin, la stratification contrarie les échanges verticaux de nutriments et d’oxygène et impacte l’approvisionnement alimentaire de l’ensemble des écosystèmes marins. Les régions avec l’augmentation maximale de la stratification correspondent aux régions où la désoxygénation a été observée. Une eau plus chaude peut absorber moins d’oxygène, et l’oxygène qui est absorbé ne peut pas se mélanger aussi facilement avec les eaux océaniques plus froides du dessous. Plus de 80% du déclin mondial observé en oxygène des océans est associé à une stratification accrue et à un affaiblissement consécutif de la ventilation en eau profonde.

Source : Nature Climate Change, global-climat.

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You don’t realize it when you take a dip in the Atlantic Ocean or the Mediterranean Sea, but the oceans and seas of the planet have become more stratified and more stable in recent decades due to global warming.
It should be noted that the oceans have a vertical stratification according to three main layers: 1) surface water, 2) thermocline, and 3) deep water. The thermocline is the layer of water that organizes the transition between the other two layers.
The increase in ocean stratification is significant. On the one hand, it has major consequences for life in the ocean by reducing the exchange of nutrients and oxygen. On the other hand, stratification is positive feedback that in turn mau make global warming worse.
A new study published in Nature Climate Change shows that the global ocean has become more stratified, implying differences in density, with warmer, lighter and less salty water superimposed on heavier, colder and more salty water. The mixing between these layers occurs as heat slowly seeps deeper into the ocean, a phenomenon that combines with the action of currents, winds and tides. The problem is, the greater the difference in density between the layers, the slower and more difficult the mixing and the more layered and stable the ocean becomes.
The density of seawater is not just a function of temperature; it also depends on the salinity. Fresh water is lighter than salt water, and melting ice results in a buildup of fresh, light water on the surface, especially at higher latitudes.
This stable layered configuration acts as a barrier. It tends to prevent mixing with colder deeper waters. This therefore has an impact on the efficiency of the vertical exchanges of heat, carbon, oxygen and other constituents.
The latest study shows that ocean stratification has increased by 5.3% since 1960 for the top 2000 m. From 1960 to 2018, IAP (Institute of Atmospheric Physics) data shows an increase in stratification of 5 to 18% in the first 150 meters.
Stratification, however, did not increase uniformly in all ocean basins. The largest increase was observed in the Southern Ocean (9.6%), followed by the Pacific Ocean (5.9%), the Atlantic Ocean (4.6%) and the Indian Ocean ( 4.2%).
The modification of the stratification will have important consequences. This is because with increased stratification, the heat from global warming cannot penetrate as easily into the deep ocean, which helps to increase the surface temperature. The phenomenon also reduces carbon storage capacity in the ocean, exacerbating global warming in a feedback loop. Hot surface water does not absorb carbon dioxide as effectively as cold water and does not bury it deeply.
Finally, stratification thwarts the vertical exchange of nutrients and oxygen and impacts the food supply of all marine ecosystems. The regions with the maximum increase in stratification correspond to the regions where deoxygenation was observed. Warmer water can absorb less oxygen, and the oxygen that is absorbed cannot mix as easily with the cooler ocean waters below. More than 80% of the observed global decline in ocean oxygen is associated with increased stratification and the consequent weakening of ventilation in deep water.
Source: Nature Climate Change, global-climat.

Evolution de la stratification entre 0 et 2000 mètres de 1960 à 2018 (Source : Nature Climate Change)