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    Le flux de chaleur lié à l'océan dans l'Arctique

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    Le flux de chaleur lié à l'océan dans l'Arctique

    Message  PassionMétéo le Jeu 20 Fév - 17:04

    Il ya beaucoup de facteurs impliqués dans le déclin actuel à long terme de la banquise arctique. Les relativement petits comme les débit des  rivière , les précipitations et la suie , à de plus grands facteurs comme les phénomènes atmosphériques et les températures de l'air .
    Le facteur le plus important de tous est aussi le facteur qui est le plus inconnu et incertain : le flux de chaleur de l'océan. Quelle quantité de chaleur les courants océaniques apportent dans l'Arctique ?

    Pour citer le premier paragraphe de cet article 2011 par Ron Kwok et Norbert Untersteiner : «Le surplus de chaleur nécessaire pour expliquer la perte de glace de mer arctique au cours des dernières décennies est de l'ordre de 1 W/m2 d'observation , l'attribution et la prévision d'une si petite quantité d'énergie reste d'énormes problèmes . "

    Le flux de chaleur est ce qui sépare les prévisions dramatiques et célèbre par Wieslaw Maslowski ( Arctique libre de glace en Septembre 2016, ± 3 ans) des estimations plus conservatrices qui prédisent que la chose se produira entre 2050 et la fin de ce siècle . Comme expliqué dans cet article de la BBC à partir de 2007 :

    [ ... ] Le chercheur Monterey estime que ces modèles ont sérieusement sous-estimé certains processus clés de fusion . En particulier , le professeur Maslowski est persuadé que les modèles doivent intégrer des représentations plus réalistes de la façon dont l'eau chaude se déplace dans le bassin de l'Arctique dans les océans Pacifique et Atlantique .

    " Ma demande est que les modèles climatiques mondiaux sous-estiment la quantité de chaleur fournie à la glace de mer par advection océanique ", a déclaré le professeur Maslowski . " La raison en est que leur résolution spatiale faible les limite en fait de voir des facteurs importants détaillés.

    «Nous utilisons un modèle régional à haute résolution pour l'océan Arctique et la glace de mer, forcé avec les données atmosphériques réalistes . De cette façon , nous obtenons un forçage beaucoup plus réaliste , au-dessus de l'atmosphère et du fond de l'océan . "

    Ce qui rend le flux de chaleur si complexe, c'est qu'il est très difficile de mesurer la quantité d'eau et de chaleur apporté dans l'Arctique par la chaleur de l'Ouest du Spitzberg actuelle et par le détroit de Béring, et encore moins la variabilité. Les courants océaniques sont déterminées par la force de Coriolis, la forme du plancher océanique et le brassage vertical des différentes couches de la colonne d'eau qui ont toutes différentes températures et niveaux de salinité. Pour citer à nouveau de l'article Kwok & Untersteiner:

    L'évacuation de la chaleur dans le bassin de l'Arctique par le Spitzberg actuel et l'afflux du détroit de Béring a été documenté par mouillages océanographiques. Mais le mélange de ces flux à l'intérieur du bassin arctique et les processus par lesquels l'eau chaude importé cède sa chaleur à la glace reste un sujet de recherche. La seule certitude est qu'un petit changement dans le flux de chaleur peut avoir un effet important sur l'épaisseur de la glace.



    Compte tenu de la complexité du sujet, je suis très heureux de trouver un excellent aperçu de la recherche publiée l'an dernier dans le magazine de la science océanographique et écrit par des experts en la matière, tels que Agnieszka Beszczynska - Möller et Rebecca A. Woodgate. Voici une citation de l'introduction :

    Un changement à grande échelle à des conditions plus chaudes dans l'Arctique a été observé depuis le début des années 1990 , y compris les afflux plus chauds de l'Atlantique ( Holliday et al , 2008; . . Schauer et al , 2008) , le réchauffement sporadique de l'afflux d'eau du Pacifique , en particulier en 2007 ( . Woodgate et al , 2010) ; ( . Dmitrenko et al , 2010) ( . Dmitrenko et al , 2008) . Les intrusions d'eau anormalement chaudes sur les plateaux de l'Arctique , le long de la marge continentale de l'Arctique , dans le centre de l'Arctique ( Polyakov et al , 2005) , et dans le bassin Canada ( McLaughlin et al , 2009) ; . et une forte augmentation des flux de chaleur océan-atmosphère en raison de pertes de glace de mer ( Kurtz et al , 2011) . . En outre , la chaleur transportée par l'entrée du Pacifique par le détroit de Béring semble jouer un rôle important et le déclenchement en baisse récente de la glace de mer dans l' Arctique de l'Ouest ( Woodgate et al . , 2010) .

    Le reste de ce poste sera sur ce document de recherche.

    La première chose qui m'a frappé à la lecture de l'introduction du papier est que, jusqu'ici, beaucoup d'efforts ont déjà été faits pour avoir une idée de ce qui se passe avec le flux de chaleur vers et dans l'Arctique . Ca fesait un moment que je n'avais pas vu tant de sigles dans un seul paragraphe . La science du climat est souvent dépeinte comme étant fait par une poignée de très puissants et scientifiques corrompus , mais il est bon de temps en temps de rappeler pour se rendre compte que ces acronymes représentent des milliers de scientifiques , occupés tous les jours avec les tâches laborieuses de la prise , l'interprétation et des mesures de traitement . Dans ce cas, dans l'un des environnements les plus hostiles de la planète , depuis des décennies , voire des siècles . Vraiment , ce n'est pas seulement Michael Mann et Phil Jones assis dans un canot l'été dernier jetant des seaux dans l'eau pour mesurer la température . Mais je m'égare ...

    Le Beszczynska - Möller et al . papier donne une vaste informations sur les principales portes d'entrée océaniques de l'Arctique : l' ouverture la mer de Barents ( BSO ) , le détroit de Fram ( FS ) , le détroit de Béring ( BS) , le plateau canadienne des affaires polaires et le détroit de Davis ( DS ) . La figure ci-dessous de l' article montre les passerelles et les sites de réseaux amarrés pour mesurer le volume et le flux de chaleur , avec le détroit de Lancaster ( LS ) , le détroit de Nares (NS ) , le détroit de Cardigan ( CS ) et Hell Gate ( HG ) dans les panneaux de gauche :



    Nous commençons par la mer de Barents , qui est bien sûr d'intérêt en raison de la recherche de pointe en ce qui concerne l'influence des eaux chaudes dans cette région sur les conditions météorologiques pendant l'hiver . Le courant norvégien atlantique (AFAC ) , une branche du courant de l'Atlantique Nord (lui-même de la poursuite du Gulf Stream ) , se divise en une partie occidentale et orientale . La branche occidentale rejoint le Spitzberg actuelle Ouest ( CMS) plus au nord , tandis que la branche orientale , connu comme le versant atlantique norvégien actuel ( NwASC ) , suit la côte norvégienne , et passe à l' actuel Cap Nord qui passe par l'ouverture de la mer de Barents ( BSO ) , de 400 km de large le passage entre l'île aux Ours ( Bjørnøya ) et le Cap Nord (voir cette carte de Arctic.io ) . Il s'agit de la principale source de l'eau de l'Atlantique ( AW ) de la mer de Barents , de 1,8 à 2 Sv avec de grandes variations interannuelles . Il est accompagné par le courant côtier norvégien ( CCN ) qui apporte environ 2,6 Sv de l'eau de la mer Baltique , la mer du Nord et les fjords et les rivières norvégiennes , qui est plus froid et moins salée que AW , mais plus chaud que les eaux de l'Arctique . Après avoir traversé le BSO une fraction de l'apport de la NwASC recycle le long d'un petit chemin et sort par l'ASF à nouveau . C'est beaucoup d'informations , mais les images ci-dessous donne une idée de comment cela fonctionne .



    Cette eau tiède dans l'Atlantique abstient une grande partie de la mer de Barents de geler pendant l'hiver. Cela signifie également que la quasi-totalité de la chaleur, 67 des 73 TW livré (Smedsrud et al. 2010), est perdue dans l'atmosphère, et la plupart des AW laissant la mer de Barents dans l'océan Arctique en passant par St. En 2010, une tendance positive a été signalée dans la température du volume de flux NwASC relativement stable, correspondant à une augmentation linéaire de 0,5 ° C en 1992-2009, alors que dans la mer de Barents , une augmentation de température de 1 ° C au cours de la période allant de 1997 -2006 (pour des valeurs supérieures à 6 ° C) a été rapportée. Une étude des données de modélisation de l'assimilation fourni des estimations des flux ASF de 3,2 Sv, la recirculation dans le nord du BSO de 1,5 Sv, et les sorties entre la Nouvelle-Zemble et Franz Jozef terre et à travers le détroit de Kara de 1,1 et 0,7 Sv, respectivement, similaire aux observations disponibles .

    Dans le détroit de Fram, nous voyons à la fois un afflux d'eau de l'Atlantique par l'actuelle Ouest du Spitzberg, et une sortie des eaux polaires et des glaces de mer de l'océan Arctique. Parce que le 440 km du détroit de large est d'autant plus profonde que la mer de Barents relativement peu profond (2600 m vs 260 m de profondeur seuil), l'AW circulant dans l'Arctique est réparti sur les couches plus profondes et conserve sa chaleur au lieu de libérer la plus grande partie à l'atmosphère. Le CMS se divise en trois branches. Le plus à l'est, le Svalbard branche constitue la principale source de AW à l'océan Arctique. La branche Plateau Yermak contourne le bord nord-ouest du Plateau Yermak et rejoint finalement la Direction Svalbard, ainsi entrer aussi l'Arctique. La branche ouest de la CMS porte principalement les eaux de la branche ouest du courant de l'Atlantique norvégien mentionné précédemment, recycle directement dans le nord le détroit de Fram, et quitte à nouveau vers le sud.

    Le flux de AW par le détroit de Fram a été largement étudié depuis le début des années 1900 , mais depuis 1997 un réseau germano- norvégien de 16 mouillages a été suivi du volume et du flux de chaleur à différents niveaux . Pour citer le document :

    Schauer et al . (2008 ) rapportent des augmentations de température dans les deux périodes (1998-2000 et 2003-2006) , avec une augmentation nette au cours de la dernière décennie de 1 ° C. En utilisant une approche de flux - tube pour estimer le flux de chaleur océanique par le détroit de Fram , Schauer et Beszczynska - Möller (2009 ) obtient une valeur moyenne de 36 ± 6 TW pour la période 1997-2009 . Au cours des dernières années , le réchauffement considérable a également été observée dans la recirculation de AW directement dans le détroit de Fram .

    Dans le même temps l'eau et la glace de mer est exportée hors des eaux de l'Arctique par le détroit de Fram via le courant du Groenland oriental ( EGC ) , soit environ la moitié de toutes les exportations d'eau douce ( Serreze et al . 2006) . Il existe trois sources différentes d'eau douce pour l' EGC : l'eau du Pacifique , les eaux de ruissellement de la rivière , et l'eau de fonte des glaces de mer . La glace de mer fond dans les mers nordiques et de l'Atlantique Nord , alors que le courant du Groenland Est arrondit la pointe sud du Groenland et devient le courant du Groenland de l'Ouest ( WGC ) .

    Le détroit de Béring est très différente des grandes passerelles de l'Atlantique puisque c'est seulement environ 50 m de profondeur et 85 km de large . Amarres toute l'année ont été déployés dans le détroit de Béring presque continuellement depuis 1990 . Bien qu'il ne représente qu'une moyenne annuelle à long terme de 0,8 Sv le débit détroit de Béring est une source importante de nutriments pour océanique de l'Arctique et apporte un tiers de l' eau douce dans l'océan Arctique . Parce que c'est plus frais la couche supérieure de l'eau protège la glace de mer dans les couches plus chaudes salées ci-dessous pendant l'hiver . Mais en été les eaux du Pacifique portent des quantités importantes de chaleur dans l'Arctique , et bien que très variable d' année en année, le flux de chaleur ( par rapport à la température de congélation de l'eau de mer ) est suffisante pour faire fondre 1-2000000 km2 de 1 m d'épaisseur de la glace ( Woodgate et al . , 2010) . Une des raisons qui ont fait 2007 une telle année de fusion spectaculaire a été le fait que le flux de chaleur océanique détroit de Béring était plus du double en 2001 .

    L'autre moitié de l'eau douce à l'exportation hors de l'Arctique (en plus du courant du Groenland Est ) se fait à travers les détroits et canaux du plateau canadienne des affaires polaires , correspondant plus ou moins à ce que nous connaissons comme l'archipel canadien . Les passerelles les plus importants sont le détroit de Nares , le détroit de Lancaster , et le détroit de Cardigan , plus Hell Gate ( voir figure ci-dessus ) . Ces passerelles ressemblent détroit de Fram en miniature , avec recirculation de même compliquée et mélange , et les flux allant simultanément dans les deux directions à différentes profondeurs , en raison des vents et des marées qui ont un effet marqué en raison des caractéristiques géomorphologiques de la région. L'environnement extrêmement sévère - grosse mer et la banquise , les icebergs , les courants forts et les interférences du pôle magnétique se déplaçant - , il est difficile d'obtenir des mesures précises de l'Arctique canadien à circulation (CAT ) . Mais cela ne signifie pas que les gens ne cherchent pas .



    L'eau qui passe à travers l'archipel canadien finit par se retrouver dans la baie de Baffin où prend le courant de l'île de Baffin à travers les 360 km de large et 650 m de profondeur du détroit de Davis (voir l'image ci-dessus de Cuny et al . 2005) . Pendant ce temps à l'est de l'eau froide détroit du Courant du Groenland occidental , ainsi que chaud , salé du courant de pente ouest du Groenland d'origine de l'Atlantique Nord , vers le nord, à mélanger avec les eaux de l'archipel canadien et s'écouler à nouveau dans l'Ouest détroit de Davis . Ici aussi , il est difficile de faire des estimations précises de flux en raison de la largeur du détroit et la dureté générale de la région , qui , par exemple, se nourrit de l'Iceberg Alley . Extrait du document:

    Des études récentes (par exemple , Holland et al . , 2008) montrent que la pénétration vers le nord des eaux chaudes de l'Atlantique le long de la côte du Groenland peut accélérer le mouvement de sortie des glaciers par la fusion et la dissolution des languettes flottantes qui résistent . Augmentation vers le nord du transport de chaleur à travers le détroit de Davis pourrait ainsi accélérer la fonte de la calotte glaciaire du Groenland , et conduire l'élévation du niveau de la mer et plus d'eau douce supplémentaire dans les régions sensibles subpolaire de l'Atlantique Nord .

    Ci-dessous une figure du papier montrant tous les volumes et flux de chaleur estimés par les passerelles océaniques de l'Arctique ( cliquez pour agrandir ) :



    Il s'agit d'un document de recherche très éducative et informative . Non seulement elle donne une excellente vue sur les noms et les voies de courants océaniques , on se rend aussi compte de la nature tridimensionnelle des courants océaniques qui sont constitués de différentes couches de différentes températures et la salinité .
    Il ya encore beaucoup d'incertitude entourant le flux de chaleur vers l'Arctique et l'effet ultérieur sur le déclin de la glace de mer , mais il ya des indications qu'il ya eu une augmentation du transport de chaleur vers l'Arctique , en particulier à travers les passerelles de l'Atlantique , mais aussi à fois à travers le détroit de Béring . Jetez un oeil à cette image , montrant l'accumulation de la chaleur totale du contenu de la Terre ( de l'église et al 2011 , via SkepticalScience . ) :



    http://neven1.typepad.com/blog/2012/06/ocean-heat-flux.html

      La date/heure actuelle est Sam 22 Sep - 21:18