Les vagues de chaleur et les sorts froids font partie de la vie sur les Grands Lacs. Mais de nouvelles recherches de l’Université du Michigan montrent que c’est vrai aujourd’hui d’une manière fondamentalement différente de celle d’il y a 30 ans.
« L’apparition de ces températures extrêmes augmente », a déclaré Hazem Abdelhady, chercheur postdoctoral à l’école UM pour l’environnement et la durabilité, ou les mers. « Pour la plupart des lacs, l’apparence est en hausse de plus de 100% par rapport à avant 1998. » Ce timing est important car il coïncide avec l’El Niño 1997-1998, qui est l’un des plus forts jamais enregistrés, a-t-il ajouté.
Pour révéler cette tendance, Abdelhady et ses collègues ont développé une approche de pointe pour modéliser la température de surface des Grands Lacs, ce qui leur a permis d’étudier les vagues de chaleur et les sorts de froid datant de 1940. La température de l’eau de surface des Grands Lacs joue un rôle important dans le temps, ce qui est une préoccupation évidente pour les résidents, les voyageurs et les sociétés maritimes dans la région. Les économies soutenues par les lacs de manière plus subtile, a déclaré Abdelhady.
« Ces types d’événements peuvent avoir d’énormes impacts sur l’industrie de la pêche, qui est une industrie d’un milliard de dollars, par exemple », a déclaré Abdelhady. La pêche tribale, récréative et commerciale dans les Grands Lacs représente une valeur totale de plus de 7 milliards de dollars par an, selon la Great Lakes Fishery Commission.
Bien que les poissons puissent nager vers des eaux plus fraîches ou plus chaudes pour tolérer les changements de température progressifs, il ne l’a pas toujours fait de coups de travail soudains dans les deux sens, a déclaré Abdelhady. Les œufs de poisson sont particulièrement sensibles aux pointes ou gouttes de température anormales.
Les stries chaudes et froides peuvent également perturber les cycles de mélange et de stratification naturels des lacs, ce qui affecte la santé et la qualité de l’eau des lacs sur lesquels les gens comptent pour les loisirs et l’eau potable.
Maintenant que les chercheurs ont révélé ces tendances sur chacun des Grands Lacs, ils s’efforcent de s’appuyer sur cela pour prédire les futurs événements de température extrême alors que la température moyenne des lacs – et de la planète – continuent de se réchauffer. En étudiant ces événements et leurs liens avec les phénomènes climatiques mondiaux, tels que El Niños et La Niñas, nous pouvons mieux nous préparer à préparer leur impact, a déclaré Abdelhady.
« Si nous pouvons comprendre ces événements, nous pouvons commencer à réfléchir à la façon de se protéger contre eux », a déclaré Abdelahdy.
L’étude a été menée par le biais du Cooperative Institute for Great Lakes Research, ou CIGLR, et publié dans Communications Earth & Environment, qui fait partie de la famille Nature Journal. Le travail a été soutenu par la National Science Foundation, son programme Global Centers et la National Oceanic and Atmospheric Administration, ou NOAA.
Capturer la grandeur des lacs
L’un des défis de ce travail était la taille du problème lui-même. Bien que les chercheurs aient développé des modèles informatiques qui peuvent simuler des processus dans la plupart des lacs du monde, les Grands Lacs ne sont pas la plupart des lacs.
Pour commencer, ils sont un système interconnecté de cinq lacs. Ils contiennent également plus d’un cinquième des eaux de surface fraîches du monde. Et la longueur de leur rivage est comparable à celle de toute la côte atlantique des États-Unis – y compris les États du Golfe.
À bien des égards, les Grands Lacs ont plus en commun avec les océans côtiers qu’avec les autres lacs, a déclaré le co-auteur de l’étude Ayumi Fujisaki-Manome, qui est un chercheur associé avec Seas and Ciglr.
« Nous ne pouvons pas utiliser les modèles traditionnels et plus simples pour les Grands Lacs, car ils ne font vraiment pas bien », a déclaré Fujisaki-Manome.
Abdelhady s’est donc tourné vers les approches de modélisation utilisées pour étudier les océans côtiers et les a adaptés aux Grands Lacs. Mais il y avait aussi un obstacle de données à surmonter en plus des défis de modélisation.
Les satellites ont permis des observations directes de routine des Grands Lacs à partir d’il y a environ 45 ans, a déclaré Fujisaki-Manome. Mais lorsque vous parlez des tendances et des époques climatiques, les chercheurs doivent travailler avec des périodes de temps plus longues.
« La grande chose avec cette étude est que nous avons pu prolonger cette période historique de presque le double », a déclaré Fujisaki-Manome.
En travaillant avec les données d’observation disponibles et les données de confiance à partir de simulations mondiales sur le climat, Abdelhady pourrait modéliser les données de température des Grands Lacs et les valider en toute confiance à 1940.
« C’est pourquoi nous utilisons la modélisation de la plupart du temps. Nous voulons connaître le passé ou l’avenir ou un point dans l’espace à laquelle nous ne pouvons pas nécessairement atteindre », a déclaré le coauteur Drew Groneworld, professeur agrégé en mer et leader du Centre mondial pour le changement climatique et les eaux transboundaires. « Avec les Grands Lacs, nous en avons tous les trois. »
David Cannon, chercheur adjoint chez CIGRL, et Jia Wang, climatologue et océanographe du Great Lakes Research Laboratory de la NOAA, ont également contribué à l’étude. L’étude est un parfait exemple de la façon dont les collaborations entre les universités et les agences scientifiques du gouvernement peuvent créer un flux de connaissances qui profite au public et à la communauté de recherche plus large, a déclaré Gronewold.
Le modèle de l’équipe est désormais disponible pour d’autres groupes de recherche étudiant les Grands Lacs pour explorer leurs questions. Pour l’équipe de UM, ses prochaines étapes utilisent le modèle pour explorer les différences spatiales entre les petites zones des Grands Lacs et l’utilisation du modèle pour attendre dans le temps.
« Je suis très curieux si nous pouvons anticiper le prochain grand quart de travail ou le prochain grand point de basculement », a déclaré Gronewold. « Nous n’avons pas prévu le dernier. Personne n’a prédit qu’en 1997, il allait y avoir un El Niño à l’hiver chaud qui a tout changé. »