Les vents sortants froids de l’Arctique refroidissent et réoxygènent les eaux côtières de l’inlet Bute, en Colombie-Britannique

– Par Jennifer Jackson, Jody Klymak, Keith Holmes, Wiley Evans, Alex Hare, Charles Hannah, Bill Floyd, Laura Bianucci, Di Wan–

Le changement climatique anthropique a entraîné le réchauffement (Johnson et Lumpkin, 2022) et la perte d’oxygène (Breitburg et coll., 2018) dans les océans du monde. En Colombie-Britannique, des données sur la température et l’oxygène sont recueillies dans les fjords depuis 1951 (Pickard, 1961). Entre 1951 et 2020, les eaux profondes (Jackson et coll., 2021) et intermédiaires (Jackson et coll., 2022) se sont réchauffées et ont perdu de l’oxygène. Malgré ces tendances à long terme de réchauffement et de désoxygénation, il existe des mécanismes régionaux dans certaines zones des eaux côtières qui provoquent un refroidissement et une reventilation; la détermination et la compréhension de ces mécanismes et de leur variabilité spatiale sont importantes pour évaluer la complexité du changement dans les océans côtiers.

Les vents sortants de l’Arctique sont définis comme le transport d’air froid et sec du continent vers la côte par un col de montagne (Overland et Walter, 1981). Vu la complexité du littoral de la ColombieBritannique, l’impact des vents sortants arctiques est variable, et les bras de mer qui ont une connexion sans obstacle avec le continent peuvent transporter de l’air moins modifié et plus froid vers la côte (Bakri et coll., 2017). L’inlet Bute, situé sur le territoire traditionnel de la nation Homalco (figure 1), en est un exemple, où la vallée entre le continent et la côte n’est pas bloquée par des montagnes (MacNeil, 1974). L’inlet Bute est un fjord d’environ 80 km de long et de 700 m de profondeur, avec un seuil d’environ 355 m de profondeur (Pickard, 1961).

Des données sur la température, la salinité et l’oxygène ont été recueillies à huit stations de l’inlet Bute depuis 1951 par l’Université de la Colombie-Britannique (UBC).

1951 par l’Université de la Colombie-Britannique (de 1951 à 1987), Pêches et Océans Canada (de 1989 à 2014) et l’Institut Hakai (2017 à aujourd’hui). Des données atmosphériques ont été recueillies sur le plateau continental au lac Tatlayoko depuis 1928. Au total, plus de 800 profils océanographiques ont été recueillis dans l’inlet Bute et ces données sont disponibles en ligne à www.cioos.ca.

Pour les fins de cette recherche, nous utilisons la température de l’air pour identifier un événement d’écoulement arctique en février 2019, et nous utilisons les observations océanographiques et un modèle 2-D pour étudier l’impact des vents sortants de l’Arctique sur l’inlet Bute.L’événement de flux sortant de l’Arctique a duré du 1er au 15 février 2019, avec des températures moyennes quotidiennes de l’air au lac Tatlayoko allant de -5 à -24C. Des données océanographiques ont été recueillies le 24 janvier et le 26 mars 2019. Entre ces dates, les ~100 m supérieurs de la colonne d’eau se sont refroidis de plus de 1,5 C et ont gagné plus de 3 mL/L d’oxygène (Figure 2). Une simulation de modèle forcée par des conditions atmosphériques réalistes (vents soufflant sur une journée et atteignant un maximum de 15 m/s pendant 4 jours) a recréé ce refroidissement et cette réoxygénation, confirmant que les événements de flux sortant de l’Arctique peuvent provoquer un mélange jusqu’à 100 m dans l’inlet Bute.

Les études futures consistent à étendre cette étude dans l’espace et dans le temps, plus précisément i) pour examiner quels autres bras de mer de la Colombie-Britannique sont touchés par les vents sortants de l’Arctique et ii) pour examiner comment les vents sortants de l’Arctique ont été touchés par le changement climatique. En outre, un domaine important de la recherche future est de déterminer comment l’écosystème marin est affecté par les vents sortants de l’Arctique.

Jennifer Jackson est une chercheuse scientifique à l’Institut Hakai qui étudie actuellement le réchauffement et la désoxygénation des eaux côtières de la Colombie-Britannique. Elle a également étudié la formation des masses d’eau et l’impact du réchauffement des océans sur la fonte de la glace de mer dans l’océan Arctique, ainsi que l’impact du courant des Aiguilles sur les eaux côtières d’Afrique du Sud. Jennifer a cofondé le British Columbia Environmental Film Festival en 2021.

Twitter: @JenJack79805343, @HakaiInstitute

References

Bakri, T., Jackson, P., & Doherty, F. (2017). A synoptic climatology of strong along-channel winds on the coast of British Columbia, Canada. International Journal of Climatology, 37, 2398-2412, doi:10.1002/joc.4853.

Breitburg, D., L.A. Levin, A. Oschlies, M. Gregoire, F.P. Chavez,V. Garcon, D. Gilbert, D. Gutierrez, K. Isensee, G.S. Jacinto, K.E. Limburg, I. Montes, S.W.A. Naqvi, G.C. Pitcher, N.N. Rabalais, M.R. Roman, K.A. Rose, B.A. Seibel, M. Telszewski, M. Yasuhara, and J. Zhang. 2018. Declining oxygen in the global ocean and coastal waters. Science 359, doi:10.1126/science.aam7240

Jackson, J.M., Bianucci, L., Hannah, C.G., Carmack, E.C., & Barrette, J. (2021). Deep waters in British Columbia mainland fjords show rapid warming and deoxygenation from 1951 to 2020. Geophysical Research Letters, 48, e2020GL091094, doi: 10.1029/2020GL091094.

Jackson, J.M., Johannessen, S., Del Bel Belluz, J., Hunt, B.P.V., and Hannah, C.G. (2022). Identification of a seasonal subsurface oxygen minimum in Rivers Inlet, British Columbia. Estuaries and Coasts, doi:10.1007/s12237-021-00999-y

Johnson, G. C. and R. L. Lumpkin, Eds., 2022: Global Oceans [in “State of the Climate in 2021”]. Bull. Amer. Meteor. Soc., 103 (8), S143–S191, doi: 10.1175/ BAMS-D-22-0072.1.

MacNeil, M.R. (1974). The mid-depth temperature minimum in B.C. inlets (T). The University of British Columbia. https://open.library.ubc.ca/collections/ubctheses/831/items/1.0053207.

Overland, J.E., & Walter, B.A. (1981). Gap winds in the Strait of Juan de Fuca. Monthly Weather Review, 109, 2221-2233. doi: 10.1175/1520-0493(1981)109<2221:GWITSO>2.0.CO;2

Pickard, G.L. (1961). Oceanographic features of inlets in the British Columbia mainland coast. Journal of the Fisheries Research Board of Canada, 18(6), 908-999. doi: 10.1139/f61062