Lorsqu'un ouragan frappe la terre, la destruction peut être visible pendant des années, voire des décennies. Moins évident, mais tout aussi puissant, est l'effet des ouragans sur les océans.
Dans un nouvelle étude, nous montrons par des mesures en temps réel que les ouragans ne se contentent pas de brasser de l'eau à la surface. Ils peuvent également pousser la chaleur profondément dans l'océan d'une manière qui peut l'enfermer pendant des années et finalement affecter des régions éloignées de la tempête.
La chaleur est l'élément clé de cette histoire. On sait depuis longtemps que les ouragans tirent leur énergie des températures élevées de la surface de la mer. Cette chaleur aide air humide près de la surface de l'océan comme une montgolfière et forment des nuages plus hauts que le mont Everest. C'est pourquoi les ouragans se forment généralement dans les régions tropicales.
Ce que nous avons découvert, c'est que les ouragans contribuent également au réchauffement de l'océan en améliorant sa capacité à absorber et à stocker la chaleur. Et cela peut avoir des conséquences considérables.
Comment les ouragans tirent leur énergie de la chaleur de l'océan. Kelvin Ma via Wikimédia, CC BY
Lorsque les ouragans mélangent la chaleur dans l'océan, cette chaleur ne se contente pas de refaire surface au même endroit. Nous avons montré comment les vagues sous-marines produites par la tempête peuvent pousser la chaleur environ quatre fois plus profond que de mélanger seul, en l'envoyant à une profondeur où la chaleur est piégée loin de la surface. De là, les courants marins profonds peuvent le transporter sur des milliers de kilomètres. Un ouragan qui traverse l'ouest de l'océan Pacifique et frappe les Philippines pourrait finir par fournir de l'eau chaude qui réchauffera la côte équatorienne des années plus tard.
En mer, à la recherche des typhons
Pendant deux mois à l'automne 2018, nous avons vécu à bord du navire de recherche Thomas G. Thompson pour enregistrer comment la mer des Philippines a réagi aux conditions météorologiques changeantes. Comme océan scientifiques, nous étudions le mélange turbulent dans l'océan et les ouragans et autres tempêtes tropicales qui génèrent cette turbulence.
Le ciel était clair et les vents étaient calmes pendant la première moitié de notre expérience. Mais dans la seconde moitié, trois typhons majeurs - comme on appelle les ouragans dans cette partie du monde - ont agité l'océan.
Ce changement nous a permis de comparer directement les mouvements de l'océan avec et sans l'influence des tempêtes. En particulier, nous voulions savoir comment la turbulence sous la surface de l'océan aidait à transférer la chaleur vers les profondeurs de l'océan.
Nous mesurons la turbulence océanique avec un instrument appelé profileur de microstructure, qui tombe en chute libre à près de 1,000 mètres (300 XNUMX pieds) et utilise une sonde semblable à une aiguille de phonographe pour mesurer les mouvements turbulents de l'eau.
Que se passe-t-il lorsqu'un ouragan passe
Imaginez l'océan tropical avant qu'un ouragan ne le traverse. À la surface se trouve une couche d'eau chaude, plus chaude que 80 degrés Fahrenheit (27 degrés Celsius), qui est chauffée par le soleil et s'étend à environ 160 pieds (50 mètres) sous la surface. En dessous se trouvent des couches d'eau plus froide.
La la différence de température entre les couches maintient les eaux séparées et pratiquement incapables de s'affecter. Vous pouvez y penser comme la division entre l'huile et le vinaigre dans une bouteille de vinaigrette non secouée.
Lorsqu'un ouragan passe au-dessus de l'océan tropical, ses vents violents aident à remuer les limites entre les couches d'eau, un peu comme quelqu'un secouant la bouteille de vinaigrette. Dans le processus, l'eau profonde froide est mélangée par le bas et l'eau de surface chaude est mélangée vers le bas. Cela provoque un refroidissement des températures de surface, permettant à l'océan d'absorber la chaleur plus efficacement que d'habitude dans les jours qui suivent un ouragan.
Depuis plus de deux décennies, les scientifiques ont débattu si les eaux chaudes qui sont mélangées vers le bas par les ouragans pourraient réchauffer les courants océaniques et ainsi façonner les modèles climatiques mondiaux. Au cœur de cette question était de savoir si les ouragans pouvaient pomper la chaleur suffisamment profondément pour qu'elle reste dans l'océan pendant des années.
Ces illustrations montrent ce qui arrive à la chaleur de l'océan avant, pendant, après et plusieurs mois après le passage d'un ouragan au-dessus de l'océan. Sally Warner, CC BY-ND
En analysant les mesures océaniques souterraines prises avant et après trois ouragans, nous avons constaté que les vagues sous-marines transportent la chaleur environ quatre fois plus profondément dans l'océan que le mélange direct pendant l'ouragan. Ces ondes, qui sont générées par l'ouragan lui-même, transportent la chaleur suffisamment profondément pour qu'elle ne puisse pas être facilement relâchée dans l'atmosphère.
Implications de la chaleur dans l'océan profond
Une fois que cette chaleur est captée par les courants océaniques à grande échelle, elle peut être transportée vers des parties éloignées de l'océan.
La chaleur injectée par les typhons que nous avons étudiés dans la mer des Philippines s'est peut-être écoulée vers les côtes de l'Équateur ou de la Californie, suivant les courants qui transportent l'eau d'ouest en est à travers le Pacifique équatorial.
À ce stade, la chaleur peut être mélangée à la surface par une combinaison de courants de haut-fond, remontée d'eau ainsi que mélange turbulent. Une fois que la chaleur est à nouveau proche de la surface, elle peut réchauffer le climat local et affecter les écosystèmes.
Par exemple, les récifs coralliens sont particulièrement sensibles aux périodes prolongées de stress thermique. Les événements El Niño sont le coupable typique derrière blanchissement des coraux en Equateur, mais l'excès de chaleur des ouragans que nous avons observés peut contribuer à stresser les récifs et à blanchir les coraux loin de l'endroit où les tempêtes sont apparues.
Les récifs coralliens sont un habitat essentiel pour les poissons et autres formes de vie marine, mais ils sont menacés par la hausse des températures océaniques. James Watt via la NOAA
Il est également possible que l'excès de chaleur des ouragans reste dans l'océan pendant des décennies ou plus sans revenir à la surface. Cela aurait en fait un impact atténuant sur le changement climatique.
Comme les ouragans redistribuent la chaleur de la surface de l'océan vers de plus grandes profondeurs, ils peuvent aider à ralentir le réchauffement de l'atmosphère terrestre en gardant la chaleur séquestrée dans l'océan.
Les scientifiques ont longtemps considéré les ouragans comme des événements extrêmes alimentés par la chaleur des océans et façonnés par le climat de la Terre. Nos découvertes, publié dans les Actes de l'Académie nationale des sciences, ajoute une nouvelle dimension à ce problème en montrant que les interactions vont dans les deux sens - les ouragans eux-mêmes ont la capacité de réchauffer l'océan et de façonner le climat de la Terre.
A propos de l'auteur
Noël Gutiérrez Brizuela, doctorat Candidat en océanographie physique, Université de Californie, San Diego ainsi que Sally Warner, professeur agrégé de sciences du climat, Brandeis University
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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