Climat des océans

• Texte Complet
• Changements dans l’écosystème
• Qu’est-ce que l’acidification de l’océan?
• Hypoxie
• Variation des glaces de mer
• Climat des océans
• Espèces aquatiques envahissantes
• Récifs de coraux et d’éponges d’eau froide

Climat des océans

Le climat des océans constitue la moyenne des caractéristiques des milieux marins, comme la température, la salinité, les nutriments, les vagues, la stratification et les vents, sur une longue période. Les données concernant les conditions climatiques des océans, comme la température moyenne de l'océan en juillet et en janvier au cours de la dernière période de 30 ans, sont généralement présentées dans les renseignements relatifs au climat.

Les interactions entre les océans, les glaces de mer, l'accumulation annuelle de neige et l'atmosphère représentent un élément essentiel du système climatique mondial. La compréhension du rôle des océans au sein du système climatique mondial et des répercussions du changement climatique sur les écosystèmes aquatiques est d'une importance capitale pour la communauté internationale et les pays comme le Canada, qui est bordé par trois océans interreliés.

Climats des océans canadiens

Golfe du Saint-Laurent

En plus d'avoir des incidences sur la pêche, les variations du climat océanique contribuent également à modifier les populations et les communautés marines, tant directement qu'indirectement. Au cours des quatre dernières décennies, les variations de l'oscillation de l'Atlantique Nord, de même que d'autres changements qui touchent les régimes clima- tiques importants et qui persistent depuis plusieurs années, ont entraîné d'importants changements de température dans le golfe du Saint-Laurent.

En été, le golfe se divise en trois couches se caractérisant par la température de leur eau : une couche chaude et relativement douce (moins salée) à la surface, une couche intermédiaire froide à une profondeur allant environ de 50 à 150 mètres, et une couche d'eau chaude salée plus profonde qui couvre les chenaux et les autres zones se trouvant à plus de 200 mètres de profondeur. Les variations de température relevées dans le golfe comprennent :

• Pendant les mois sans glace, un réchauffement de 1,5 °C des températures de l'eau à la surface a été observé entre 1982 et 2010.
• Les températures de la couche intermédiaire froide sont passées d'exceptionnellement chaudes à la fin des années 1960 et au début des années 1980 à très froides de 1986 à 1998. Les conditions observées récemment se rapprochent de la moyenne.
• De 1991 à 1996, des températures exceptionnellement froides ont été relevées à une profondeur d'environ 200 à 300 mètres. Bien que les eaux aient depuis réchauffé et se soient rapprochées de leur moyenne à long terme (1981 à 2010), qui est de 4,5 °C à une profondeur de 200 mètres et de 5,5 °C à une profondeur de 300 mètres, les températures étaient encore une fois plus froides que la moyenne en 2009-2010. En 2011, elles correspondaient de nouveau à la moyenne.

Plateau néo-écossais

La température et la salinité sur le plateau néo-écossais correspondent à une structure verticale, semblable à celle du golfe du Saint-Laurent, qui varie selon la saison et dont l'eau de « plateau » plus douce est sous-jacente à l'eau de talus plus salée qui s'introduit en profondeur à partir du large. Cela entraîne un gradient vertical de la densité de l'eau que l'on appelle « stratification ». Dans les eaux proches de la surface, cette stratification est accrue durant l'été en raison du réchauffement de l'eau en surface et de l'apport d'eaux douces provenant du golfe du Saint-Laurent, et plus faible en hiver, lorsque les vents frais favorisent les mélanges verticaux qui décomposent la stratification et font remonter des nutriments essentiels à la surface.

Les données relatives à la température et à la salinité, qui sont recueillies depuis environ 1920, indiquent que les changements pluriannuels les plus importants qui ont touché le plateau néo-écossais ont eu lieu dans les années 1960, lorsque les eaux de talus pénétrantes étaient plus fraîches et plus douces. Ces changements découlaient d'un meilleur apport d'eaux de talus subpolaires autour du Grand Banc au cours d'une période où l'indice d'oscillation de l'Atlantique Nord était négatif (action éolienne réduite au nord de l'Atlantique Nord). Ces tendances à long terme relatives à la température et à la salinité sur le plateau néo-écossais varient selon l'endroit et la profondeur, et sont généralement faibles, en raison notamment de l'importante variabilité naturelle du climat (p. ex. oscillation de l'Atlantique Nord) dans la région. Toutefois, certains éléments indiquent un réchauffement des eaux de surface dans la plupart des endroits, ainsi qu'une augmentation de la stratification de la couche supérieure de l'océan dans l'ensemble du plateau néo-écossais et du golfe du Maine. Cette stratification découle de l'alternance du réchauffement et de la dessalure de l'eau de surface. Ces variations correspondent aux attentes relatives aux changements climatiques anthropiques et indiquent donc l'émergence éventuelle d'une tendance à long terme importante sur le plan biologique.

Mer de Beaufort

Dans la ZEGO de la mer de Beaufort, certains changements importants relatifs à la structure de l'écosystème sont sporadiques, alors que d'autres sont plus persistants. La dessalure des eaux de surface observée dans le bassin Canada depuis 2003 est un exemple de changement persistant. L'apport important d'eau douce dans la ZEGO a eu une incidence sur la structure océanique (c.-à-d. la stratification des couches d'eau) et le mouvement des nutriments nécessaires à la croissance du phytoplancton.

Une remontée d'eau épisodique d'une intensité et d'une durée sans précédent est survenue entre novembre 2007 et février 2008 sur le plateau de Mackenzie. En général, la salinité des eaux près du fond marin correspond environ à 33 unités. Lors de la remontée d'eau, la salinité de l'eau de fond au centre du plateau et à l'extérieur de celui-ci dépassait 34,5 unités et était encore plus élevée dans sa partie intérieure (35 à 36,5 unités). Cette salinité accrue a duré environ deux mois. Les variations relatives à la salinité de l'eau, causées par la remontée d'eau profonde salée provenant du bassin Canada et du rejet de saumure lors de la formation de glaces de mer, ont entraîné des changements au sein de la structure de l'écosystème; elles ont notamment favorisé la croissance d'algues sur les glaces de mer et de phytoplancton dans la colonne d'eau. Ces changements relatifs à la structure de l'écosystème soulignent l'importance des interactions et des effets cumulatifs de différents facteurs.

Baie Placentia et Grands Bancs

Les variations de l'indice d'oscillation de l'Atlantique Nord peuvent avoir une incidence sur l'écoulement glaciaire, la température de l'océan et la force du courant du Labrador. Un indice élevé d'oscillation de l'Atlantique Nord indique généralement des températures de l'eau plus froides, des vents du nord-ouest plus forts, des températures de l'air plus fraîches et des glaces plus épaisses dans l'Atlantique Nord-Ouest; ces facteurs représentaient la tendance au cours des années 1980 et 1990. À l'hiver 2010, l'indice d'oscillation de l'Atlantique Nord a atteint un creux, affaiblissant ainsi l'évacuation d'air vers l'Atlantique Nord-Ouest. Cela a donné lieu à un réchauffement à grande échelle (par rapport à 2009) partout dans l'Atlantique Nord-Ouest, de l'ouest du Groenland, en passant par l'île de Baffin, jusqu'à Terre-Neuve.

La température de l'eau influence grandement la répartition et la biologie des animaux marins. Les variations de température qui ont eu lieu au cours des quatre dernières décennies au sein de cette ZEGO seraient responsables de certains changements considérables relatifs à la répartition et à l'abondance d'espèces commerciales importantes.

Les observations concernant la température de l'océan dans la ZEGO de la baie Placentia et des Grands Bancs sont les suivantes :

• À la station 27, un site de surveillance situé au large du cap Spear (Terre-Neuve), la température moyenne annuelle établie en 2010 en fonction de la profondeur a augmenté de 0,7 °C, ce qui signifie qu'elle occupe le deuxième rang des températures les plus élevées jamais enregistrées.
• À cette même station, les températures annuelles à la surface et au fond étaient également d'environ 0,6 °C au-dessus de la normale.
• Sur le plateau de Terre-Neuve, la température de la zone occupée par la couche intermédiaire froide qui se situait au-dessous de 0 °C a baissé, ce qui signifie que la température de l'eau est plus chaude que la normale.
• Au printemps 2010, les températures de fond au sein des divisions 3Ps et 3LNO de l'Organisation des pêches de l'Atlantique Nord-Ouest (OPANO) étaient au dessus de la normale, ce qui a entraîné la diminution de la superficie de la zone occupée par l'habitat benthique qui est constituée d'eau dont la température se situe au-dessous de 0 °C.

Côte nord du Pacifique

Au cours des dernières décennies, on a remarqué de plus en plus fréquemment des changements entre les conditions tempérées du courant El Niño (2010) et les hivers froids attribuables à La Niña (2011). L'El Niño ou La Niña – oscillation australe, ou ENSO, est un régime climatique qui se produit dans l'ensemble de l'océan Pacifique tropical environ tous les trois à cinq ans, bien qu'il puisse se produire plus fréquemment. Ce régime implique des variations de la température de l'eau de surface de l'océan Pacifique équatorial qui sont causées par des variations de la pression atmosphérique dans la région du Pacifique tropical, appelées oscillation australe.

À l'hiver 2010, El Niño, un courant d'eau chaude qui réchauffe l'eau de surface de l'océan et qui circule le long de la côte de l'équateur Pacifique, a soufflé des vents chauds du sud ouest le long de la côte ouest des États-Unis et du Canada, poussant ainsi les eaux chaudes vers la côte de la Colombie-Britannique. En 2008, 2009 et 2011, La Niña (la phase froide des eaux équatoriales du milieu du Pacifique) a soufflé des vents d'ouest froids sur la Colombie-Britannique, ce qui a eu pour effet de refroidir les eaux de surface dans cette région.

Lors des expéditions scientifiques menées dans le cadre de l'Année polaire internationale, les biologistes à bord du NGCC Louis S. St. Laurent ont prélevé des échantillons d'eau dans l'ensemble de l'archipel de l'Arctique canadien. Le nombre de copépodes que contenait cet échantillon était si important que l'eau agitée par la vie que contenait la chaudière blanche a adopté leur teinte orangée. Photo : © 2007, Paul Galipeau

Que sont les copépodes?

Les copépodes constituent un groupe composé de divers crustacés aquatiques qui représentent une partie importante de la population de zooplancton. Ces minuscules organismes constituent une partie importante du réseau trophique marin, puisqu'ils établissent le lien entre le phytoplancton microscopique et les poissons juvéniles comme la morue. Habituellement, la longueur des copépodes adultes se situe entre un et deux millimètres (mm); toutefois, chez certaines espèces, il est possible que les adultes ne dépassent pas 0,2 mm alors que d'autres peuvent atteindre 10 mm.

Les eaux océaniques de la région sont généralement plus chaudes et moins salines :

• Les échantillons de température de l'océan prélevés quotidiennement aux phares de l'île Kains et de l'île Langara dans la ZGICNP ont indiqué un réchauffement de 0,5 à 0,6 °C au cours des 80 dernières années.
• En 2010, une année touchée par le phénomène El Niño, toutes les stations ont indiqué une hausse de la température (comparativement à 2009, une année touchée par le phénomène La Niña) variant entre 0,5 et 1 °C.
• La plus importante diminution de la salinité a été observée à l'île Langara, le long de la côte de la Colombie-Britannique. En effet, la salinité a commencé à diminuer à la fin des années 1970 pour ensuite décroître abruptement au cours des années 1990 et 2000. Il est possible que ce changement soit dû à l'accroissement de la dépression des Aléoutiennes au cours des hivers à la fin des années 1970. Depuis, cette dépression atmosphérique, qui est demeurée généralement importante, pourrait avoir une incidence sur la salinité des eaux près de l'île Langara en modifiant les vents hivernaux et les courants océaniques attribuables au vent dans le golfe d'Alaska.

Répercussions des conditions climatiques changeantes des océans

Les températures océaniques peuvent avoir des effets sur la croissance et la survie des organismes marins ainsi que sur la disponibilité des habitats thermiques privilégiés et tolérés par diverses espèces. Les changements relatifs au climat peuvent également avoir des effets sur le rendement des stocks et les taux de prélèvement durables. La pêche peut également aggraver les répercussions des variations de température en diminuant la résilience des stocks ou en augmentant la variabilité de l'abondance et, donc, les risques d'épuisement des stocks.

Golfe du Saint-Laurent

On prévoit que les variations de température océanique dans l'estuaire et le golfe du Saint-Laurent auront des répercussions sur l'habitat, la répartition et le recrutement des espèces marines, ainsi que sur la composition de la collectivité.

Les tendances au réchauffement observées et projetées relativement aux eaux de surface du golfe entraîneront probablement la réduction de l'habitat disponible pour certaines espèces sensibles à la température qui peuplent actuellement la zone côtière. Par exemple, les températures excédant 23,5 °C sont fatales pour les pétoncles géants (Placopecten magellanicus), comme le sont les hausses soudaines de 20 °C de la température. À l'opposé, l'habitat des espèces qui peuplent les eaux plus chaudes et qui sont actuellement restreintes aux eaux côtières du golfe, comme le homard, risque de s'agrandir dans les secteurs où un réchauffement est prévu.

Les variations à long terme de la température des eaux de surface influent également sur la période, la durée et l'intensité de la production de plancton, ce qui a une incidence sur le recrutement (le taux annuel selon lequel de nouveaux individus contribuent à l'accroissement de la population) des ressources halieutiques clés. Par exemple, les conditions océanographiques printanières comme le taux de réchauffement de l'eau de surface ainsi que la durée et la productivité de l'efflorescence phytoplanctonique printanière sont des facteurs étroitement liés au succès du recrutement de crevettes nordiques dans le nord du golfe. De la même façon, le recrutement du maquereau est étroitement lié à l'élevage d'espèces particulières de copépodes dans le sud du golfe et, ultimement, aux conditions océanographiques régionales.

De 1986 à 1998, lorsque la couche intermédiaire froide était exceptionnellement froide, on a observé une dominance accrue d'espèces d'origine arctique et boréale dans le sud du golfe, notamment des cottes polaires (Cottunculus microps), des chaboisseaux arctiques (Myoxocephalus scorpioides) et des morues arctiques (Boreogadus saida). Leur apparition soudaine lors du refroidissement des eaux dans les années 1990, ainsi que leur disparition lors du réchauffement des eaux, correspondent à un changement de la répartition.

Les températures de fond ont également des répercussions sur la répartition, et peut-être sur l'abondance, de plusieurs autres espèces. Les changements à long terme relatifs à l'épaisseur et à la température interne de la couche intermédiaire froide ont une incidence sur la température de fond sur le plateau madelinien du sud du golfe. Au cours de certaines années, la température des eaux profondes ne descendait pas au-dessous de 0 °C avant le mois de septembre, alors que, d'autres années, jusqu'à 25 000 km² d'eaux profondes atteignaient des températures au-dessous de 0 °C. En hiver, le crabe des neiges préfère les eaux froides (de -1 à 3 °C). Le refroidissement et l'expansion de la couche intermédiaire froide qui ont eu lieu de la fin des années 1980 au début des années 1990 pourraient avoir entraîné une répartition étendue des stocks de crabes des neiges et contribué aux grandes abondances pendant et après cette période. Cependant, aucun lien probant n'a encore été établi en raison de la relation complexe entre la répartition et la productivité du crabe des neiges et la température.

En raison de la complexité du grand nombre de variables concernées, il est difficile de prévoir avec certitude la façon dont le réchauffement climatique va toucher les espèces et les collectivités marines dans le golfe. Nous pouvons prévoir que le réchauffement entraînera probablement la réduction de l'habitat de certaines espèces qui peuplent actuellement le sud du golfe (p. ex. le crabe des neiges, le capelan) et la création d'un nouvel habitat pour les espèces vivant plus au sud. Il est possible que certaines espèces se déplacent vers des eaux plus profondes ou vers le nord. On s'attend aussi à ce que le réchauffement climatique entraîne l'augmentation de la variabilité climatique, ce qui provoquera des variations des taux de recrutement, de croissance et de mortalité des espèces et donc, une variation de leur abondance. Certaines des variations les plus importantes liées aux collectivités marines peuvent découler d'effets indirects du réchauffement, comme les changements difficiles à prédire relatifs à la structure du réseau trophique.

Plateau néo-écossais

Le changement climatique n'a pas d'impacts environnementaux majeurs sur le plateau néo-écossais, mais les impacts pourraient s'accroître lentement au fil du temps (p. ex. sur des décennies) ou en raison d'un changement dans l'écosystème (p. ex. une hausse des influences subtropicales) à un moment dans l'avenir. À court terme, des changements dans la synchronisation du fort cycle saisonnier pourraient avaient avoir des répercussions plus néfastes qu'une faible augmentation de la température. Même s'il n'est pas encore possible de mener une évaluation exhaustive et précise, les connaissances dont on dispose actuellement permettent d'évaluer d'une manière générale les répercussions potentielles du changement climatique. Celui-ci a une incidence sur la physiologie des espèces, la synchronisation des événements saisonniers et les aires de répartition. En retour, ces changements nuiront aux interactions entre les espèces, ce qui compromettra la composition des espèces dans l'écosystème.

La baisse des réseaux trophiques marins, comme le phytoplancton, est largement attribuable à la variabilité du climat. Les conditions océanographiques changeantes nuisent à la fois à l'abondance et à la composition des communautés phytoplanctoniques. De façon générale, si la température de la couche de surface continuait d'augmenter, il faudrait s'attendre à du phytoplancton de plus petite taille. Si des températures beaucoup plus élevées donnaient lieu à des organismes de plus petite taille, le flux d'énergie passant dans l'écosystème pourrait changer de direction ou être moins efficace, et il ne pourrait peut-être même plus soutenir la productivité des lieux de pêche historiques. Si elle persistait, la hausse de la stratification pourrait amener des changements importants dans le cycle de croissance saisonnier du phytoplancton, notamment en raison d'une réduction de la quantité de nutriments dans la couche de surface, là où le phytoplancton se développe.

Il ne fait aucun doute que le climat joue un rôle de premier plan dans la dynamique des populations de poissons du plateau néo-écossais, mais c'est aussi le cas avec les activités de pêche. À l'échelle internationale, des chercheurs ont tenté, au cours des dernières décennies, de séparer les effets du climat de ceux des pêches sur les écosystèmes. De plus en plus, on reconnaît que les effets du climat et ceux des activités de pêche ne peuvent être séparés. La pêche intensive cause une réduction de la diversité des espèces et des écosystèmes, et la diversité constitue la principale barrière contre la variabilité du climat. La pêche intensive peut causer une diminution du nombre d'organismes plus âgés et plus gros, une baisse des sous­populations et un changement dans les caractéristiques biologiques, trois conséquences qui rendent les espèces et les écosystèmes encore plus vulnérables à la variabilité du climat et à l'imprédictibilité des événements.

Mer de Beaufort

L'augmentation de la proportion d'eau douce remarquée dans le bassin Canada depuis 2003 a entraîné une augmentation de la stratification, une réduction du brassage des colonnes d'eau, ainsi qu'une ascension des nutriments des couches plus profondes vers la couche de surface ensoleillée.

Ce phénomène a causé une augmentation des petites algues (picoplancton) dans le bassin Canada, tant au niveau de la population totale que dans la représentation du phytoplancton en moyenne, ainsi qu'une diminution de la taille des organismes de nanoplancton. Ces premières réactions fournissent une indication des possibilités de changement pour d'autres parties du réseau trophique marin. Certains spécimens plus petits de plancton ont réagi différemment en 2009, ce qui justifie la nécessité de recueillir une série de données à long terme pour évaluer les réactions de l'écosystème.

En raison de la remontée d'eau survenue en 2007­2008 sur le plateau de Mackenzie, dans la ZEGO à l'étude, la croissance des algues des glaces, du phytoplancton, du zooplancton et des organismes benthiques a aug- menté de deux à six fois. On a constaté une augmentation générale de la productivité biologique, ce qui permet de nouvelles possibilités de croissance à des consommateurs comme le zooplancton, qui peut s'adapter aux changements pouvant survenir rapidement dans la structure de l'écosystème.

Côte nord du Pacifique

On remarque de plus en plus fréquemment des changements entre les conditions tempérées du courant El Niño et la vie marine plus froide attribuable au brassage La Niña. Par exemple, l'abondance de certains groupes de copépodes est étroitement liée aux changements annuels dans la température et la circulation de l'eau. Les copépodes boréals et sub­arctiques, qui sont généralement plus nutritifs que les copépodes du sud, étaient plus abondants pendant les périodes plus froides comme le début des années 1980, la période de 1999 à 2002 et la période de 2007 à 2009, ce qui a contribué à la survie et à la croissance des jeunes saumons, des morues charbonnières et des oiseaux marins planctivores.

Gestion du climat des océans

Il est essentiel d'assurer une surveillance continue afin de déterminer les réactions et les interactions écologiques en lien avec les changements continuels survenant année après année dans le climat des océans, y compris les répercussions sur les espèces commerciales. Ces connaissances faciliteront l'élaboration de plans durables et flexibles pour la gestion des pêches, adaptés aux conditions climatiques changeantes des océans. Le phytoplancton, qui constitue le fondement du réseau trophique océanique, devrait être surveillé de façon constante étant donné son rôle de « sentinelle du changement climatique ». On étudie actuellement des changements qui se sont opérés dans la composition des espèces.

D'un point de vue général, la vulnérabilité des pêches canadiennes au changement climatique est modérée, et la capacité d'adaptation de notre nation est élevée comparativement aux pays moins développés qui, eux, sont plus dépendants des pêches pour des fins de subsistance. Le changement climatique pourrait occasionner la perte de quelques possibilités de pêche et la création d'autres occasions grâce au déplacement des espèces vers le nord des ZEGO. Des questions pourraient être soulevées au sujet de l'attribution des possibilités de pêche entre les collectivités.

Les taux de changement dans la productivité pourraient rendre difficiles l'établissement et la mise en place de taux d'exploitation durables. Par conséquent, des stratégies ayant des objectifs plus prudents pourraient s'avérer nécessaires afin de suivre les changements de productivité et de renforcer la résilience au sein de la population exploitée. L'un des éléments clés de cette résilience est le rétablissement d'une structure diversifiée dans l'âge des espèces dont l'espérance de vie était beaucoup plus longue auparavant et le rétablissement de l'abondance. Ces deux éléments ont des effets stabilisants reconnus sur l'abondance des populations, laquelle, d'une part, contribue à l'amélioration de la prévisibilité interannuelle du rendement et, d'autre part, réduit les risques d'épuisement ou d'extinction découlant de mortalités sporadiques ou d'échecs de recrutement.