Une équipe internationale de scientifiques a mis en garde contre le fait de se fier à la nature pour fournir des indicateurs simples d’alerte précoce en cas de catastrophe climatique, alors qu’une nouvelle modélisation mathématique montre de nouveaux aspects fascinants de la complexité de la dynamique du climat.
Cela suggère que le système climatique pourrait être plus imprévisible qu’on ne le pensait auparavant.
En modélisant la circulation méridionale de retournement de l’Atlantique, l’un des principaux systèmes de courants océaniques, l’équipe composée de mathématiciens de l’Université de Leicester a découvert que la stabilité du système est beaucoup plus complexe que de simples états « marche-arrêt » comme supposé précédemment. Les changements entre ces États pourraient conduire à des changements majeurs dans le climat régional de la région de l’Atlantique Nord, bien loin des impacts massifs d’une transition entre des États qualitativement différents.
Mais certaines de ces transitions mineures pourraient éventuellement s’étendre pour provoquer un changement majeur entre des états qualitativement différents, avec des impacts climatiques mondiaux massifs. Les signaux d’alerte précoce pourraient ne pas permettre de déterminer le degré de gravité des points de bascule qui en résulteront. Comme une tour de blocs Jenga, la suppression de certains blocs peut affecter la stabilité du système, mais nous ne pouvons pas être sûrs quel bloc fera s’écrouler tout le système.
Leurs conclusions sont publié dans Avancées scientifiques dans un article dirigé par l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague.
La circulation méridionale de retournement de l’Atlantique est l’une des caractéristiques fondamentales les plus importantes du système climatique. Il transporte la chaleur des basses latitudes vers les hautes latitudes de l’Atlantique Nord, contribuant ainsi à créer des anomalies thermiques positives dans le nord et l’ouest de l’Europe et dans la région de l’Atlantique Nord sous le vent. Un ralentissement de la circulation entraînerait un refroidissement relatif dans cette région.
Prédire le comportement de notre climat, comme celui de la circulation méridionale de renversement de l’Atlantique, est un défi en raison de son incroyable complexité. Les scientifiques ont soit besoin d’un modèle de la plus haute résolution possible, soit tentent de comprendre son comportement à l’aide d’un modèle moins gourmand en ressources et permettant une analyse statistique rigoureuse.
Le professeur Valerio Lucarini de l’école de mathématiques et d’informatique de l’université de Leicester a déclaré : « Au sein de chaque État, il existe une multiplicité d’États voisins. Selon l’endroit ou ce que vous observez, vous pourriez trouver des indicateurs d’un effondrement imminent. Il n’est pas évident que cet effondrement se limite aux États voisins ou qu’il conduise à un bouleversement majeur, car les indicateurs ne reflètent que les propriétés locales du système.
« Ces états représentent les différentes façons dont la circulation méridionale de renversement de l’Atlantique s’organise à grande échelle, avec des implications clés pour le climat mondial et en particulier au niveau régional dans l’Atlantique Nord. Dans certains scénarios, la circulation pourrait atteindre un « point de basculement » où le système n’est plus stable et va s’effondrer. Les indicateurs d’alerte précoce nous disent que le système pourrait passer à un autre état, mais nous ne savons pas à quel point il sera différent.
« Dans une enquête distincte, nous avons observé quelque chose de similaire se produire dans les enregistrements paléoclimatiques : lorsque vous modifiez l’échelle de temps qui vous intéresse, tout comme une lentille grossissante, vous pouvez découvrir des caractéristiques distinctes à plus petite échelle qui indiquent des modes de fonctionnement concurrents du climat mondial. .
« Les enregistrements paléoclimatiques des 65 derniers millions d’années nous ont permis de fournir une nouvelle interprétation de l’évolution du climat sur cette période et de révéler ces multiples états concurrents.
« Cette étude ouvre la voie à une approche du climat à travers le prisme de la mécanique statistique et de la théorie de la complexité. Elle stimule réellement une nouvelle vision du climat, dans laquelle il faut rassembler des simulations numériques complexes, des preuves d’observation et des théories dans un mélange inévitable. Vous devez apprécier et accepter cette complexité. Il n’y a pas de raccourci, pas de cadeau gratuit dans notre compréhension du climat, mais nous en apprenons beaucoup. »
Plus d’information:
Johannes Lohmann, Multistabilité et basculement intermédiaire de la circulation de l’océan Atlantique, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adi4253. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi4253