Des simulations réalistes du sous-sol océanique de la structure et de la variation thermohaline sont d’une importance cruciale pour le succès de la prévision et de la projection du climat. Actuellement, d’importants biais systématiques de sous-surface existent encore dans les derniers modèles climatiques. Cependant, les caractéristiques et les causes de ces biais souterrains sont encore mal connues.
Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Zhang Ronghua de l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences (IOCAS) a étudié les caractéristiques et les causes des biais thermohalins souterrains dans le Pacifique tropical sud.
L’étude a été publiée dans Journal du climat le 10 mars.
Les chercheurs ont analysé les simulations de la phase 6 du projet d’intercomparaison de modèles couplés (CMIP6) et ont découvert que des biais prononcés de froid et de fraîcheur souterrains se produisaient à une profondeur de 200 m au-dessus du Pacifique tropical sud. Des structures de biais similaires existent également dans les sorties CMIP5, ce qui indique que ces biais souterrains sont systématiques et causés par une représentation erronée courante des processus physiques dans les modèles climatiques.
Des analyses d’attribution et des expériences numériques ont montré que les biais thermohalins de subsurface étaient attribués à des déficiences du modèle dans la simulation de la tension du vent et des précipitations, qui étaient causées par des biais de température de surface de la mer chaude (SST) dans le Pacifique tropical du sud-est (SETP). Les biais chauds de SST dans le SETP ont agi pour renforcer l’activité convective atmosphérique, ce qui a induit la convergence des vents à basse altitude et l’augmentation des précipitations localement, conduisant à la boucle de contrainte du vent négative (WSC) et à des précipitations excessives dans le Pacifique tropical sud.
« D’une part, le WSC négatif provoque des biais de froid et de fraîcheur souterrains en améliorant la remontée d’eau locale », a déclaré le professeur Zhang, auteur correspondant de l’étude. « D’autre part, le signal de biais de la salinité de surface de la mer fraîche (SSS) induit par les précipitations excessives s’étend progressivement aux régions subtropicales, puis se propage à l’équateur par le biais d’un processus isopycnal, ce qui renforce encore les biais de froid et de fraîcheur souterrains dans le sud du Pacifique tropical. . »
De plus, les chercheurs ont analysé les conséquences des biais thermohalins du sous-sol. Étant donné que la structure thermohaline souterraine dans le Pacifique tropical sud peut moduler les circulations océaniques et la structure thermique équatoriale supérieure, les simulations CMIP6 avec de sérieux biais thermohalines souterrains ont tendance à avoir des surfaces isopycnales zonales beaucoup plus plates, moins de transport intérieur vers l’équateur et un océan supérieur équatorial plus frais.
« Les biais thermohalins prononcés dans le sous-sol du Pacifique tropical méridional sont susceptibles d’affecter davantage la SST dans le Pacifique équatorial, exerçant ainsi une influence potentielle sur les propriétés d’El Nino-Oscillation australe et sur le système climatique mondial », a déclaré Zhang Qiushi, premier auteur de l’étude.
« Cette étude révèle les rôles importants joués par les biais de simulation des modèles d’atmosphère dans la formation de biais thermohalins souterrains dans le Pacifique tropical sud, ce qui fournit un guide pour améliorer les performances des modèles climatiques », a déclaré le professeur Zhang.
Plus d’information:
Qiushi Zhang et al, Subsurface Thermohaline Biases in the Southern Tropical Pacific and the Roles of Wind Stress and Precipitation, Journal du climat (2023). DOI : 10.1175/JCLI-D-22-0524.1