TAU : IA, avancée majeure pour la compréhension du changement climatique et la prévision des évènements extrêmes
Le Pr Roy Barkan du département de géophysique de l’Université de Tel-Aviv, en collaboration avec des chercheurs des Universités de Californie et du Rhodes Island, a mis au point un système innovant basé sur l’intelligence artificielle, qui cartographie les courants océaniques avec une résolution record directement à partir d’images satellites. Selon les chercheurs, il s’agit d’une avancée importante pour la recherche océanographique, qui améliorera la compréhension des processus qui influencent la météo, le changement climatique et les échanges entre l’océan et l’atmosphère, et permettra l’élaboration de modèles climatiques plus précis et l’anticipation des évènements climatiques extrêmes tels que les tempêtes et les tsunamis.
Luke Lenain de l’Institut d’océanographie Scripps de l’Université de Californie à San Diego, Kaushik Srinivasan de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA) et Nicholas Pizzo de l’Université du Rhode Island, ont également participé à l’étude.
Mesurer les processus dynamiques rapides et à petite échelle
Les océans recouvrent plus de 70 % de la surface terrestre et jouent un rôle central dans la régulation du climat mondial. Des courants comme le Gulf Stream dans l’océan Atlantique transportent chaleur, carbone et énergie sur des distances phénoménales. Cependant, une grande partie des phénomènes rapides qui se déroulent à petite échelle, parfois quelques dizaines de kilomètres, voire moins, dans les océans, échappent encore à la capacité de mesure directe des satellites. C’est là qu’intervient le système GOFLOW, basé sur l’intelligence artificielle et entraîné sur des simulations océaniques extrêmement avancées, qui analyse des séries de photographies infrarouges de la température de surface de la mer et en déduit les champs d’écoulement horizontal de l’eau (déplacement de l’eau en parallèle à la surface terrestre). Contrairement aux méthodes précédentes, fondées sur des hypothèses physiques restrictives, ce nouvel outil est également capable d’identifier des mouvements plus complexes et subtils. L’analyse révèle que, dans des zones comme celles du Gulf Stream, des processus dynamiques intenses se produisent à des échelles inférieures à 30 kilomètres. Ils s’accompagnent de brusques variations de température et de convergence des flux, liées au mélange vertical de l’eau, aux mouvements ascendants et descendants des masses d’eau et à leur impact sur les échanges de chaleur et de gaz entre l’océan et l’atmosphère.
Mieux se préparer aux phénomènes climatiques extrêmes
Ces découvertes sont importantes pour le climat : les processus de mélange et de transfert d’énergie dans les océans ont une influence sur l’intensité des tempêtes, le développement des vagues de chaleur marines, la dispersion des polluants et la capacité des océans à absorber le dioxyde de carbone atmosphérique. Une meilleure compréhension de ces mécanismes pourrait améliorer les modèles de prévision climatique et permettre des anticipations plus précises des événements extrêmes. De plus, ils insistent sur le fait que le système fournit, pour la première fois, une représentation satellitaire directe du champ de divergence horizontale dans l’océan, indicateur clé pour comprendre les mouvements verticaux de l’eau. Jusqu’à présent, ces informations étaient principalement fournies par des simulations informatiques ou des mesures ponctuelles en mer.
« L’océan est un élément central du système climatique terrestre, mais une grande partie des processus qui le régissent se déroulent à petite échelle et très rapidement, ce qui les rend difficiles à mesurer directement », conclut le Pr Barkan. « Grâce à GOFLOW, nous sommes, pour la première fois, capables d’extraire des données satellitaires dynamiques auparavant inaccessibles et de révéler les mécanismes qui influencent le mélange, le transfert de chaleur et les échanges gazeux entre la mer et l’atmosphère. À l’heure où le changement climatique s’accélère, la capacité d’observer ces détails est essentielle pour mieux appréhender le phénomène dans son ensemble ».
⁕ Le Prof. Roy Barkan est chercheur au Département de géophysique de l’Université de Tel-Aviv, spécialisé en océanographie et en dynamique des fluides. Ses recherches portent sur la compréhension des processus dynamiques océaniques à petite et moyenne échelle, et sur leur impact sur le mélange des eaux ainsi que sur les échanges d’énergie et de gaz entre la mer et l’atmosphère. Ses travaux combinent l’utilisation de modèles numériques avancés, de données satellitaires et d’outils technologiques tels que l’intelligence artificielle afin d’améliorer la précision des modèles climatiques et des prévisions des courants océaniques.
Publication dans la revue Nature Geosciences
