L’expansion de la bande inter-tropicale sous l’effet du réchauffement global

Décrite pour la première fois en 2006, l’expansion des tropiques a longtemps confondu les scientifiques. Aujourd’hui, une nouvelle étude (Hu Yang et al, 2020) propose une explication quant au mécanisme derrière de ce phénomène climatique.

Les tropiques sont en expansion. Malgré de nombreuses tentatives pour en déchiffrer la cause, le mécanisme dynamique sous-jacent de l’expansion tropicale n’est pas encore tout à fait clair. Cet article, sur la base d’observations, de simulations de modèles climatiques et d’expériences numériques conçues à dessein constate que la largeur des tropiques suit de près le déplacement des gradients méridionaux de température dans les moyennes latitudes océaniques (MMTG). Sous le réchauffement climatique, l’océan subtropical subit davantage de réchauffement de surface en raison de la convergence moyenne d’Ekman d’une eau anormalement chaude. Le réchauffement subtropical accru, qui est partiellement indépendant des oscillations climatiques naturelles, telles que l’oscillation décennale du Pacifique, conduit à une avancée vers les pôles du MMTG et stimule l’expansion tropicale. Ces résultats, étayés à la fois par des observations et des simulations de modèles, impliquent que le réchauffement climatique a peut-être déjà contribué de manière significative à l’expansion tropicale en cours, en particulier sur l’hémisphère sud dominant l’océan.

Dans cette figure, le gradient de couleur indique la température de la surface de la mer, les flèches noires en pointillés illustrent les vents de surface, les taches blanches sont les zones de convergence subtropicales et les lignes pointillées grises épaisses représentent les fronts subtropicaux. Le réchauffement tropical profond maintient la branche montante de la circulation Hadley (proche de l’équateur), à savoir l’ITCZ. Le flux d’air supérieur perd de sa flottabilité lorsqu’il est refroidi par refroidissement radiatif, générant la branche descendante de la circulation de Hadley près des régions subtropicales. Sous l’effet des alizés et des vents d’ouest, l’océan subtropical est une zone de convergence des eaux de surface. Par conséquent, le forçage radiatif induit par les gaz à effet de serre produit plus de réchauffement sur la zone de convergence subtropicale. Un tel réchauffement pousse le gradient de température méridienne à moyenne latitude et les trajectoires de tempête associées, les courants-jets et la branche descendante de la circulation de Hadley vers des latitudes plus élevées.

 Yang, H., Lohmann, G., Lu, J., Gowan, E. J., Shi, X., Liu, J., et al. (2020). Tropical expansion driven by poleward advancing mid‐latitude meridional temperature gradients. J. Geophys. Res. Atmos., 1–18. doi:10.1029/2020jd033158.