Une nouvelle recherche brise les anciennes hypothèses sur le changement climatique

Une nouvelle modélisation mathématique du renversement méridional de l'Atlantique – un système de courants océaniques – montre une plus grande complexité qu'on ne le pensait auparavant.

Une équipe internationale de scientifiques a mis en garde contre le fait de se fier à la nature pour fournir des indicateurs clairs « d’alerte précoce » d’une catastrophe climatique, alors qu’une nouvelle modélisation mathématique révèle de nouveaux aspects fascinants de la complexité de la dynamique climatique.

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, qui comprenait des mathématiciens de l'Université de Leicester, a découvert que la stabilité du système est beaucoup plus complexe que de simples états « activés et désactivés » comme on le supposait auparavant. . Les transformations entre ces pays peuvent conduire à des changements majeurs dans le climat régional de la région de l’Atlantique Nord, mais elles sont loin des énormes effets de la transformation entre des pays qualitativement différents.

Mais certains de ces petits changements pourraient éventuellement s’intensifier et provoquer un changement majeur entre des pays qualitativement différents, avec d’énormes impacts climatiques mondiaux. Les signaux d’alerte précoce pourraient ne pas permettre de déterminer la gravité des prochains tournants. Comme pour 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 provoquera l'effondrement de l'ensemble du système.

Professeur Valerio Lucarini de l'École de mathématiques et d'informatique de l'Université de Leicester. Crédit : Université de Leicester

Publication et importance des résultats

Leurs conclusions ont été récemment publiées dans Avancement de la science Dans un document de recherche mené par l'Institut Niels Bohr de l'Université de Copenhague.

La circulation méridionale de retournement atlantique est l’une des caractéristiques les plus fondamentales 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 sanguine entraînerait un refroidissement relatif dans cette région.

Les défis de la prévision climatique

Prédire le comportement de notre climat, comme celui de la circulation méridionale de renversement de l’Atlantique, est un défi en raison de son étonnante complexité. Soit les scientifiques ont besoin d’un modèle avec la plus grande précision possible, soit ils essaient de comprendre son comportement à l’aide d’un modèle moins gourmand en ressources qui permet une analyse statistique précise.

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 un grand nombre d'États voisins. Selon l'endroit ou ce que vous observez, vous pouvez trouver des indications indiquant qu'un effondrement approche. Mais il n’est pas clair si cet effondrement sera contenu dans les États voisins ou entraînera des perturbations majeures, car les indicateurs ne reflètent que les caractéristiques locales du système.

« Ces états représentent les différentes manières dont la circulation de retournement atlantique s'organise à grande échelle, avec des implications majeures sur le climat mondial et en particulier au niveau régional dans l'Atlantique Nord. Selon certains scénarios, la circulation pourrait atteindre un 'point de bascule' ». Le système n'est plus stable et va s'effondrer. Les indicateurs d'alerte précoce nous indiquent que le système est peut-être en train de passer à un autre état, mais nous ne savons pas à quel point il pourrait être 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 loupe – vous pouvez découvrir des caractéristiques distinctes de plus en plus petites qui indiquent des modes de fonctionnement concurrents du climat mondial.  » Les enregistrements des 65 derniers millions d'années nous ont permis de fournir une nouvelle explication de l'évolution du climat au cours de cette période, révélant 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 vraiment une nouvelle vision du climat, dans laquelle il faut synthétiser des simulations numériques complexes, des preuves d'observation et des théories pour en faire un mélange incontournable. Il faut Il n'y a aucun moyen d'apprécier et d'accepter cette complexité. En bref, il n'y a rien de gratuit dans notre compréhension du climat, mais nous pouvons en tirer beaucoup d'enseignements.

Référence : « L'analyse d'équilibre ponctué de l'évolution du climat cénozoïque montre une hiérarchie de transitions abruptes » par Denis Didier Rousseau, Witold Pajniewski et Valerio Lucarini, 12 juillet 2023, Rapports scientifiques.
est ce que je: 10.1038/s41598-023-38454-6

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