La production biologique des océans tropicaux pourrait s’affaiblir au cours des prochaines décennies

Jeudi, 20 avril 2017

Une équipe internationale comprenant des chercheurs de quatre laboratoires français(1) vient d’identifier une nouvelle façon de réduire l’incertitude associée aux projections de la production marine primaire. Il s’avère ainsi que le changement climatique pourrait affaiblir le développement phytoplanctonique, notamment de plus de 10 % d’ici 2100 dans les océans tropicaux dans le cadre d’un scénario de laisser-faire.

La production primaire assurée dans l’océan par le phytoplancton constitue la principale source d’aliments et d’énergie pour toute la chaîne alimentaire marine. Cette production influence aussi la concentration de CO2 atmosphérique en permettant un stockage de carbone dans l’océan profond.

Les simulations numériques projetant la façon dont cette production primaire va répondre au changement climatique sont incertaines. Certains modèles indiquent que la production primaire pourrait être stimulée par le changement climatique, d’autres prévoient une réduction radicale pouvant atteindre – 20 % à l’échelle mondiale à l’horizon 2100. Cette incertitude est principalement liée à la sensibilité au changement climatique de la production primaire modélisée, en particulier dans les océans tropicaux.

Les points reliés par une droite : pour divers modèles climatiques, réponse de la production primaire marine à des épisodes "El Niño" en fonction de la réponse de la production primaire marine au changement climatique en 2100, pour une variation de la température de l’océan de surface d’un degré. L’alignement remarquable de ces résultats constitue ce que les climatologues appellent une "contrainte émergente" : la droite ainsi obtenue contient davantage d’information que ne peut en fournir chacun des modèles. Les droites verticales colorées sont des données satellitaires sur la production primaire au cours d’épisodes El Niño récents indiquant que la production primaire baisserait d’environ 3 % par degré de réchauffement. Une étude menée par une équipe internationale comprenant des chercheurs de quatre laboratoires français(1) montre l’existence dans un grand ensemble de modèles climatiques d’une relation entre la sensibilité à long terme de la production primaire océanique au changement climatique et sa sensibilité interannuelle à la variabilité El Niño / Oscillation australe (ENSO). Les modèles qui sont très sensibles à la variabilité interannuelle du climat sont également très sensibles au changement climatique. En utilisant cette relation, et en la combinant à des observations par satellite de la sensibilité historique interannuelle de la production primaire océanique, les chercheurs ont pu contraindre les projections de l’impact climatique à long terme sur cette production.

Cette nouvelle approche permet de diminuer significativement les incertitudes associées aux projections numériques et conduit notamment à estimer que dans le cadre d’un scénario de laisser-faire, la production primaire tropicale pourrait s’effondrer de plus de 10 % d’ici 2100.
Sans action forte pour réduire les émissions anthropiques de gaz à effet de serre, le changement climatique pourrait donc entraîner une diminution à long terme de la biomasse du phytoplancton dans l’océan dont les répercussions sur toute la chaîne alimentaire risquent d’avoir des conséquences négatives sur les pêcheries mondiales, déjà soumises à de fortes pressions.

Note(s): 
  1. Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE/IPSL, CNRS / CEA / UVSQ), Laboratoire de météorologie dynamique (LMD/IPSL, CNRS / École Polytechnique / UPMC / ENS Paris / École des ponts Paristech), Laboratoire d’océanographie et de climatologie : expérimentation et approches numériques (LOCEAN/IPSL, UPMC / CNRS / MNHN / IRD et Centre national de recherches météorologiques (CNRM, CNRS / Météo-Franc).
Source(s): 

Kwiatkowski, L., Bopp, L., Aumont, A., Ciais, P., Cox, P.M., Laufkötter, C., Yue, L., Séférian, R. Emergent constraints on projections of declining primary production in the tropical oceans. Nature Climate Change, doi: 10.1038/nclimate3265.

Contact(s):
  • Laurent Bopp, LMD/IPSL
    bopp [at] lmd [dot] ens [dot] fr, 01 69 33 51 04
  • Lester Kwiatkowski, LSCE/IPSL
    lester [dot] kwiatkowski [at] lsce [dot] ipsl [dot] fr

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