Prix ​​décerné au chercheur Carl Wunsch, clé dans l'analyse des effets du changement climatique sur l'océan

Les recherches de Carl Wunsch du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont joué un rôle déterminant dans la conception des programmes mondiaux actuels d'observation des océans, qui soutiennent les estimations de l'augmentation de la température des océans liée aux gaz à effet de serre. Un travail que la Fondation BBVA a récompensé avec le Prix Frontières du Savoir dans la catégorie Changement climatique et sciences de l'environnement lors de sa 18e édition. Le jury a pris en compte les projets scientifiques pionniers qu'il a menés pour mesurer et analyser les effets du réchauffement climatique dans ce contexte.

« Avant les travaux du professeur Wunsch, il n'existait pas vraiment de système global cohérent d'observation des océans », explique Carlos Duarte, titulaire de la chaire de recherche Tarek Ahmed Juffali en écologie de la mer Rouge à l'Université des sciences et technologies King Abdullah (Arabie saoudite) et secrétaire du jury. Grâce aux méthodes qu'il a développées, il a été possible d'obtenir non seulement des « prévisions sur les changements dans la dynamique des océans », mais aussi sur la vitesse de fonte des glaces dans les océans polaires ou sur l'élévation du niveau des océans.

Ces estimations actuelles sont « vraiment alarmantes en termes d’énergie qui s’accumule, qui alimente des phénomènes extrêmes comme les danas que nous vivons de manière récurrente dans la péninsule ibérique », ajoute Duarte.

Les « systèmes de mesure ingénieux » conçus par le lauréat ont permis « une bien meilleure compréhension de la circulation océanique et de la manière dont l'océan absorbe la chaleur », déclare Kerry Emanuel, titulaire de la chaire Cecil et Ida Green de sciences atmosphériques au MIT et membre du jury.

Wunsh a d'abord suivi une formation en mathématiques, mais peu de temps après, il est devenu fasciné par l'exploration des océans. Dans les années 1970, les progrès technologiques – observations depuis l’espace par satellite et augmentation de la capacité de calcul des données – ont commencé à transformer l’image de l’océan. On commença à découvrir « qu’elle était turbulente, comme l’atmosphère ». C’est alors que Wunsch commença à prendre conscience que le domaine de l’océanographie avait « un sérieux problème d’observation », puisqu’il n’était pas possible de maintenir les navires au même endroit pendant le temps nécessaire pour enregistrer les changements constants de l’évolution du climat océanique.

Le lauréat a décidé que l’océanographie avait besoin d’« une approche radicalement différente ». Afin d’analyser adéquatement l’état des océans et les impacts du changement climatique sur le milieu marin, il est essentiel de concevoir un nouveau système d’observations et une méthodologie analytique permettant d’effectuer des calculs à l’échelle mondiale.

En 1990, Wunsch a promu l’Expérience mondiale sur la circulation océanique (WOCE). Il a été conçu comme un système d'observation pour offrir une vision globale des flux de chaleur liés à la circulation océanique et de sa variabilité dans le contexte du changement climatique. Il a mis un accent particulier sur la collecte de données sur l'océan Austral, peu échantillonné jusqu'à présent. Les données collectées, intégrant celles obtenues par satellite et par bouées équipées de capteurs pour mesurer la température, la salinité et d’autres paramètres clés, ont été essentielles pour affiner les modèles climatiques, jetant ainsi les bases d’une compréhension à l’échelle mondiale de la circulation océanique.

« Au début des années 1980, le Programme mondial de recherche sur le climat a été lancé, une initiative internationale visant à améliorer les prévisions météorologiques à l'échelle mondiale », se souvient Wunsch. « Il était clair que pour améliorer la prévision du climat, il fallait mieux le comprendre, et de nombreux météorologues ont reconnu que, pour ce faire, il était essentiel de comprendre l’océan », ajoute-t-il.

Wunsch s'est lancé dans une mission inconcevable jusqu'à présent : le moment était venu d'observer l'océan avec des outils précis à l'échelle mondiale, indique le communiqué de la Fondation BBVA. On savait déjà en théorie qu'une grande partie du flux océanique près de la surface se manifeste par des ondulations et des fluctuations de la hauteur de la surface de la mer, mais son ampleur était limitée à une plage de quelques dizaines de centimètres, une échelle si petite que pour beaucoup de ses collègues de la communauté scientifique, « il semblait tout simplement fou qu'on puisse le mesurer », se souvient Wunsch.

Il a commencé à travailler avec des ingénieurs et a réussi à surmonter ces limites. De là est né le projet TOPEX-Poseidon, « qui a permis de calculer les changements de quantité de chaleur dans l'océan à partir des changements de son élévation, car un océan plus chaud est moins dense et occupe donc un plus grand volume pour la même masse », explique Duarte à propos de l'application du projet pour suivre les variations thermiques.

L’une de ses contributions les plus notables est le programme Argo, « qui est toujours pleinement en vigueur », précise la Fondation BBVA. Une initiative qui combine l'altimétrie dérivée des satellites avec les mesures réalisées par une flotte robotique mondiale composée de près de 4 000 bouées autonomes qui mesurent en permanence et simultanément la température, la salinité et les courants océaniques jusqu'à 2 000 mètres de profondeur. Ces bouées envoient les données collectées par satellite pour générer des estimations précises de l'augmentation de la température des océans à l'échelle mondiale.

Wunsch considère que les mesures obtenues au cours des dernières décennies grâce aux projets internationaux d'observation océanographique promus par ses travaux laissent des leçons très claires. D’un côté, « nous savons aujourd’hui qu’à l’échelle mondiale, le niveau de la mer augmente » et que dans certaines régions « il augmente plus rapidement que dans d’autres ». Ce qui n’est toujours pas clair, c’est si le processus de fonte se produira rapidement dans environ 50 ans, ce qui « serait une catastrophe », ou s’il s’étendra sur mille ans, ce qui « laisserait le temps de s’adapter » aux zones côtières touchées. Quoi qu’il en soit, la possibilité d’impacts graves est incontestable.