Réponse atmosphérique à un effondrement de la circulation de l'Atlantique Nord dans un scénario climatique futur à moyen terme : un changement de régime dans la dynamique de l'hémisphère Nord

Résumé Les modèles climatiques projettent un affaiblissement futur de la circulation méridionale de retournement de l'Atlantique (AMOC), mais les impacts de cet affaiblissement sur le climat restent très incertains. Un des défis clés pour quantifier l'impact d'un déclin de l'AMOC est d'isoler son influence sur le climat, par rapport à d'autres changements associés à l'augmentation des gaz à effet de serre. Ici, nous isolons les impacts climatiques d'une AMOC affaiblie dans le contexte plus large d'un climat en réchauffement, en utilisant un ensemble unique d'intégrations des Voies socio-économiques partagées (SSP) 2-4.5, réalisées avec le modèle ModelE (E2.1) du projet de comparaison des modèles climatiques phase 6 (CMIP6) de l'Institut Goddard pour les études spatiales de la NASA. Dans ces simulations, la variabilité interne seule entraîne une bifurcation spontanée du flux océanique, où 2 sur 10 membres de l'ensemble présentent un effondrement total de l'AMOC, tandis que les 8 autres membres se rétablissent à divers stades malgré un forçage identique de chaque membre de l'ensemble et sans perturbation de l'eau douce prescrite de l'extérieur. Nous montrons qu'un effondrement de l'AMOC entraîne un déplacement brusque vers le nord et un renforcement de la cellule de Hadley (HC) de l'hémisphère nord (NH) et une intensification du jet influencé par des tourbillons dans les moyennes latitudes nord. Nous utilisons ensuite un ensemble d'expériences abruptes CO2 couplées atmosphère-océan, allant de 1 fois à 5 fois CO2 (1x à 5xCO2), pour montrer que cette réponse à un effondrement de l'AMOC entraîne un décalage non linéaire de la circulation du NH passant de 2xCO2 à 3xCO2. Les versions océan-slab de ces expériences, en comparaison, ne capturent pas ce comportement non linéaire. Nos résultats suggèrent que les changements dans les convergences de flux de chaleur océanique associés à un effondrement de l'AMOC—bien que très incertains—peuvent entraîner des changements profonds dans la circulation du NH et que des efforts continus pour contraindre la réponse de l'AMOC au changement climatique futur sont nécessaires.