Diminutions des flux CO2 air‑mer dans le Sud Pacifique et le Sud Atlantique causées par des précipitations extrêmes

Pourquoi les fortes pluies comptent pour le climat

À mesure que la planète se réchauffe, les averses intenses deviennent plus fréquentes. Ces tempêtes de pluie spectaculaires ne se contentent pas d’inonder les rues et de grossir les rivières : elles interagissent aussi avec l’océan, qui absorbe discrètement environ un quart du dioxyde de carbone émis chaque année par l’homme. Cette étude pose une question apparemment simple mais aux grandes implications pour les prévisions climatiques : lorsqu’un épisode pluvieux extrême survient au‑dessus de la haute mer, modifie‑t‑il la quantité de dioxyde de carbone que l’océan libère dans l’atmosphère ou qu’il y absorbe ?

Trafic caché du carbone entre mer et ciel

L’échange de dioxyde de carbone entre l’océan et l’air est souvent décrit en termes de « flux ». Quand l’océan absorbe plus de CO2 qu’il n’en rejette, il joue le rôle de puits de carbone ; lorsqu’il en libère davantage, il devient une source. Cet équilibre dépend de nombreux facteurs : température de l’eau, vent, vagues, sels dissous, vie végétale et même microplastiques flottants. Les travaux antérieurs se sont principalement intéressés aux changements progressifs de ces conditions. Les rafales brèves et violentes de pluie étaient généralement traitées comme un détail secondaire, intégrées aux apports d’eau douce sans examiner leur rôle spécifique. Pourtant, plus des trois quarts des précipitations mondiales tombent sur l’océan, et les modèles climatiques prévoient une intensification des tempêtes les plus puissantes. Les auteurs se sont donc attachés à déterminer si les épisodes pluvieux extrêmes d’une journée déplacent de manière mesurable le comportement carbonique de l’océan.

Repérer les points chauds des tempêtes dans les océans australs

En utilisant trois décennies de données mensuelles de 1990 à 2023, les chercheurs ont combiné observations satellitaires, sorties de modèles climatiques et outils avancés d’apprentissage automatique pour démêler l’importance relative de nombreuses influences concomitantes sur le flux CO2 air‑mer. Ils ont examiné d’abord les schémas globaux, puis se sont focalisés sur les zones où la pluie extrême semblait la plus influente. Deux vastes régions sont apparues comme des points chauds : le Sud Pacifique et le Sud Atlantique, en particulier des bandes situées entre environ 45 et 60 degrés de latitude sud. Dans ces eaux balayées par les tempêtes, un indice standard de la plus forte précipitation d’un jour dans le mois, appelé précipitation maximale en un jour, figurait systématiquement parmi les principaux facteurs déterminant la quantité de dioxyde de carbone traversant la surface de la mer.

Comment une forte pluie peut inverser le rôle de l’océan

Dans le Sud Pacifique et le Sud Atlantique, l’équipe a observé une nette tendance : les épisodes de pluie plus intenses sur une journée étaient associés à un flux CO2 air‑mer plus faible. Autrement dit, lorsque les averses rares mais puissantes surviennent, l’océan tend à absorber davantage de carbone ou à en rejeter moins. Alors que la précipitation maximale d’un jour augmentait d’à peu près rien jusqu’à environ 30 millimètres, les deux régions passaient d’un statut de source nette de dioxyde de carbone à celui de puits net. Dans le Sud Pacifique, les valeurs typiques de flux ont chuté d’un fort bilan positif à un bilan clairement négatif, et dans le Sud Atlantique le basculement de source à puits était encore plus marqué. Lors de saisons et d’épisodes dominés par des pluies extrêmes persistantes, la relation statistique se renforçait, ce qui suggère que des séries de tempêtes peuvent laisser une empreinte durable sur le bilan carbonique.

Coiffes d’eau douce et ondes de choc retardées

Pourquoi une seule journée de fortes pluies aurait‑elle un effet si prononcé ? La clé réside dans la façon dont l’eau de pluie douce dilue et stratifie la surface saline de l’océan. Les pluies intenses forment une « lentille » légère et peu salée au‑dessus d’eaux plus denses et plus salées. Cette lentille agit comme un couvercle physique, rendant plus difficile l’atteinte de la surface par les eaux profondes riches en carbone et leur dégazage vers l’air. L’étude a utilisé des analyses causales et des techniques de « transmission de choc », empruntées à l’économie, pour suivre comment une secousse soudaine des précipitations se propage dans le système. Les auteurs montrent que la pluie extrême réduit d’abord la salinité et l’alcalinité en surface — des propriétés chimiques liées à la capacité de l’eau à contenir du carbone dissous — et que ces changements, après un délai de quelques mois, conduisent à une baisse notable du dioxyde de carbone quittant l’océan.

Perspectives pour un avenir plus agité

Les projections climatiques indiquent que les événements de pluie les plus rares et les plus intenses au‑dessus du Sud Pacifique et du Sud Atlantique pourraient s’intensifier de 10 à 20 % ou davantage plus tard ce siècle. En intégrant ces évolutions dans leurs modèles, les auteurs estiment que la pluie extrême pourrait renforcer la capacité d’absorption de carbone de ces océans jusqu’à environ un quart dans certaines zones, par rapport aux conditions de 2023. Ils montrent également que de nombreux modèles actuels du carbone océanique, qui ignorent en grande partie les effets explicites des précipitations extrêmes, pourraient surestimer le flux CO2 air‑mer d’environ 20 % dans ces régions.

Ce que cela signifie pour notre compréhension du climat

Pour le grand public, la conclusion est simple : les tempêtes pluvieuses exceptionnelles en mer ne sont pas que des phénomènes spectaculaires ; elles aident de façon subtile mais significative l’océan à extraire davantage de dioxyde de carbone de l’atmosphère, du moins dans certaines parties des océans australs. En rafraîchissant et en stabilisant la surface, les averses extrêmes peuvent faire basculer ces mers de sources de carbone en puits. Cela ne résout pas le réchauffement climatique — les émissions humaines restent bien supérieures à ce que les tempêtes peuvent compenser — mais cela signifie que, pour prévoir le climat futur avec précision, les scientifiques doivent intégrer ces rafales puissantes de pluie dans le bilan carbonique océanique.

Citation: Li, Z., Liu, H., Dong, X. et al. Decreases in South Pacific and South Atlantic sea-air CO₂ fluxes caused by extreme precipitation. Nat Commun 17, 3011 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69847-6

Mots-clés: précipitations extrêmes, puits de carbone océanique, Sud Pacifique, Sud Atlantique, flux CO2 air‑mer