Résonance scientifique

La montée rapide des températures océaniques, accentuée par le changement climatique, suscite de vives inquiétudes parmi les scientifiques. En 2023 et 2024, la mer du Nord et la baie allemande ont enregistré des vagues de chaleur marines intenses. Elles menacent la stabilité des écosystèmes marins. Les études menées par l’Institut Alfred Wegener et l’Institut Biologique Helgoland, publiées dans Limnology and Oceanography, révèlent des changements significatifs dans les températures de surface de la mer, avec des impacts écologiques potentiellement dévastateurs. Analyser ces phénomènes est crucial pour comprendre les dynamiques climatiques actuelles et leurs effets sur la biodiversité marine.

Observations et impacts des vagues de chaleur marines

Selon les chercheurs de l’Institut Alfred Wegener et de l’Institut Biologique Helgoland, la mer du Nord a enregistré des températures record en 2023. Les relevés de la série temporelle Helgoland Reede montrent que les températures moyennes de l’eau en 2023 étaient parmi les plus élevées depuis le début des relevés en 1962. En mars 2024, la température moyenne de l’eau était de 6,9 degrés Celsius.

Les vagues de chaleur marines ne sont pas limitées à l’été. Elles peuvent survenir en toute saison. Les chercheurs ont observé une augmentation significative de la fréquence et de l’intensité des vagues de chaleur marines depuis les années 1990. Il y a un pic notable entre mars et avril ainsi qu’entre juillet et septembre. Cette hausse des températures se voit attribuée au changement climatique. Il entraîne des événements météorologiques extrêmes plus fréquents et plus intenses.

Les conséquences écologiques de ces vagues de chaleur préoccupent les scientifiques. Les écosystèmes marins de la mer du Nord, y compris la Baie Allemande, subissent des modifications de la composition des espèces et des communautés biotiques. Les vagues de chaleur marines affectent non seulement les couches supérieures de l’eau, mais aussi les habitats benthiques. Les organismes marins réagissent de diverses manières. Les études en mésocosme montrent que le réchauffement, l’acidification et les changements de disponibilité alimentaire favorisent les espèces de plancton plus petites. Cela pourrait perturber les réseaux trophiques.

Approches basées sur les lignes de base

L’étude, menée par Luis Giménez et ses collègues, a exploré les vagues de chaleur marines en utilisant deux lignes de base différentes : fixe et variable.

Concrètement, les lignes de base constituent des références utilisées pour évaluer et comparer les conditions environnementales actuelles par rapport à des périodes passées. Dans le contexte des vagues de chaleur marines, elles servent à déterminer les seuils de température au-delà desquels une période de chaleur est considérée comme une vague de chaleur. Cette approche permet de comprendre comment les systèmes biologiques, lents ou rapides à s’adapter, ressentent les températures extrêmes.

1. Ligne de base fixe : Cette méthode utilise une période de référence statique, souvent de plusieurs décennies, pour établir les seuils de température. On peut utiliser les températures enregistrées entre 1962 et 1991 pour définir ce qui constitue une vague de chaleur marine. Toute période ultérieure se voit comparée à ces seuils fixes pour évaluer la fréquence et l’intensité des vagues de chaleur.
2. Ligne de base variable (ou mobile) : Cette méthode ajuste la période de référence au fil du temps. Elle permet d’inclure les changements climatiques progressifs dans l’évaluation. Pour analyser les vagues de chaleur en 2020, on pourrait utiliser les températures enregistrées entre 1990 et 2020 comme référence. Cette approche permet de suivre les adaptations éventuelles des écosystèmes aux nouvelles conditions climatiques.

Analyse des vagues de chaleur en mer du Nord et baie allemande

Les résultats montrent que l’application d’une ligne de base fixe entraîne une augmentation de la fréquence et de la durée des vagues de chaleur marines. Elles sont perçues comme la nouvelle norme par les systèmes biologiques lents à s’adapter. En revanche, la ligne de base variable supprime la tendance de fréquence, mais pas la durée des vagues de chaleur. L’étude met donc en évidence les années 1990 comme une période de changement.

Les vagues de chaleur marines sont plus fréquentes en fin d’été, lorsqu’elles coïncident souvent avec des vagues de chaleur atmosphériques. L’association entre les vagues de chaleur marines et atmosphériques semble robuste. Elle suggère que l’on pourrait prévoir les vagues de chaleur marines à court terme. Ceci grâce aux prévisions des vagues de chaleur atmosphériques.

Cette étude souligne l’importance de choisir une ligne de base appropriée pour évaluer les vagues de chaleur marines. Cela affecte la compréhension de leur fréquence et de leurs caractéristiques. Les systèmes biologiques avec une capacité d’adaptation rapide peuvent ressentir les fluctuations thermiques différemment. Ils influencent ainsi la réponse écologique et la gestion des écosystèmes marins.

Source : Luis Giménez et al., « A multiple baseline approach for marine heatwaves« , Limnology and Oceanography (2024).

Image de couverture: Karen Wiltshire tient un thermomètre. © Esther Horvath, Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath