Absorption océanique de chaleur et de carbone

L'océan a absorbé l'écrasante majorité de la chaleur piégée par les gaz à effet de serre et environ un quart des émissions anthropiques de carbone, tamponnant ainsi le climat au prix d'un réchauffement, d'une acidification et d'une élévation du niveau des mers.

Definition

L'absorption océanique de chaleur et de carbone désigne l'absorption et le stockage par l'océan de la chaleur excédentaire issue de l'effet de serre renforcé et du dioxyde de carbone émis par les activités humaines, ce qui, ensemble, modère le rythme du changement climatique.

Scope

Ce sujet aborde le stockage de chaleur par l'océan et la mesure de son contenu thermique, les échanges air-mer et le stockage interne du dioxyde de carbone anthropique, les processus physiques et biologiques qui entraînent la chaleur et le carbone vers l'océan profond, ainsi que les implications et les limites du rôle de l'océan en tant que tampon climatique.

Core questions

• Quelle proportion de la chaleur excédentaire de la planète et des émissions anthropiques de carbone l'océan absorbe-t-il ?
• Quels processus transportent la chaleur et le carbone de la surface vers l'océan profond ?
• Comment le contenu thermique océanique et le puits de carbone sont-ils mesurés et suivis ?
• Quelles sont les conséquences et les limites du rôle de l'océan en tant que tampon climatique ?

Key theories

L'océan comme réservoir de chaleur dominant

Étant donné que l'eau possède une grande capacité thermique et que l'océan est vaste, il stocke la grande majorité de l'énergie ajoutée au système climatique, le contenu thermique océanique est donc la mesure la plus fiable du réchauffement climatique.

Le puits de carbone océanique

Les échanges air-mer et la circulation transportent une fraction substantielle du dioxyde de carbone anthropique vers l'intérieur de l'océan, un puits quantifié par des études du carbone à l'échelle des bassins.

Mechanisms

La chaleur et le dioxyde de carbone pénètrent dans l'océan à la surface et sont transportés vers l'intérieur par le mélange, la subduction des eaux de surface et la circulation de retournement (overturning circulation), tandis que la pompe biologique contribue au stockage du carbone. La grande capacité thermique et le volume de l'océan lui permettent d'absorber la majeure partie de l'énergie excédentaire du système climatique, mais l'absorption ralentit à mesure que les eaux de surface se réchauffent et se saturent en carbone.

Clinical relevance

L'absorption océanique de chaleur et de carbone détermine le rythme du réchauffement de surface et l'ampleur de la fraction atmosphérique des émissions ; elle entraîne également le réchauffement océanique, l'acidification, la désoxygénation et l'élévation thermique du niveau de la mer, rendant leur surveillance essentielle pour le suivi et la projection du changement climatique.

History

Revelle et Suess ont montré en 1957 que l'océan absorbe le dioxyde de carbone, mais plus lentement que ne le suggère son seul volume ; des observations continues, l'étude mondiale du carbone synthétisée par Sabine et ses collègues en 2004, et le réseau de flotteurs Argo ont depuis quantifié l'absorption océanique de chaleur et de carbone avec une précision croissante.

Key figures

• Roger Revelle
• Christopher Sabine
• Nicolas Gruber

Seminal works

• sarmientoGruber2006
• sabine2004

Frequently asked questions

Quelle proportion de la chaleur du réchauffement climatique l'océan absorbe-t-il ?

L'océan a absorbé la grande majorité de la chaleur excédentaire piégée dans le système climatique, bien plus que l'atmosphère ou les terres émergées, c'est pourquoi le contenu thermique océanique est un indicateur clé du réchauffement climatique.

L'océan continuera-t-il à absorber le dioxyde de carbone indéfiniment ?

L'océan continue d'absorber le carbone, mais son efficacité diminue à mesure que les eaux de surface se réchauffent et que leur chimie devient plus saturée ; il ne peut donc pas être considéré comme capable de suivre le rythme des émissions croissantes.