L'ENSO et la stratosphère polaire, explication

[mike]

Après la partie 2, nous allons à présent étudier un autre phénomène important dans la dynamique des
Hiver Européens, le fameux cycle ENSO. Nous allons essayer d'identifier les changements induits dans la stratosphère polaire ( Et par conséquent dans la troposphère sous-jacante) à partir du cycle ENSO, en accord avec le cycle solaire et les règles des vents stratosphériques équatoriaux ( QBO ).

Cycle ENSO: El Nino Oscillation australe est une oscillation périodique fait à des températures de l'eau dans
le pacifique équatorial. Une description exacte du phénomène serait très long à expliquer donc on va essayer d'aller droit au but en décrivant quelques une de ses aspects les plus importants qui la caractérisent.

Comme nous le savons tous, l'oscillation El Nino est connecté à deux phénomènes opposés: El Nino et la Nina. Le premier est un réchauffement anormal des eaux de l'océan Pacifique, l'océan de loin le plus important au monde. Le second est à l'opposé des eaux de refroidissement de l'océan. Pourtant, tous le monde sait que l'oscillation El Nino est associé exclusivement au système du vent tropical-équatorial connecté à la circulation de Walker et le réchauffement du pacifique par des agents extérieurs. La circulation de Walker, en particulier, est liée à une circulation particulière en ce qui concerne les cellules de convection du pacifique que contrairement aux cellules convectives d'Hadley ( Est-Ouest, Nord-Sud). Dans cette cellule, l'air s'élève dans la branche occidentale où il y a des sources d'eau chaude ( qui comprend l'Indonésie et les Philippines), remonte vers l'Est et descend sur la branche orientale, où les eaux sont beaucoup plus fraîches ( zone près de la côte Pérou, l'équateur et le nord du Chili). Sur la branche ascendante, où l'eau
est très chaude, se développe une intense activité convective qui favorise le développement de fortes pluies sur
l'Indonésie ( et ses environs) et le nord de l'Australie. L'air descendant sur le pacifique Est est plutôt très sec.
Dans ce cas, le phénomène affaissement conduit à la formation de hautes pressions bloquées. Cela explique
pourquoi la cĂ´te pacifique du PĂ©rou, l'Equateur et le nord du Chili ainsi que les Iles Galapagos sont soumis Ă  un climat extrĂŞmement sec:



a circulation est fermée par les vents sur le terrain qui soufflent d'Est en Ouest, qui ne sont rien de plus que
des Alizés ( vents alizés). Ce sont juste les alizés, respirant niveau de la mer, qui gratte la surface du Pacifique
et qui entraîne une accumulation des eaux de surface plus à l'ouest du Pacifique. La montée de l'eau froide provenant
des couches profondes vers les eaux superficielles froides du pacifique ( sur la Partie Est du pacifique) et l'eau qui
est stockée sur les bords du Pacifique occidental ( Indonésie) a tendance à chauffer conduisant à la formation d'une
vaste piscine d'eau tiède ( Eau chaude à l'ouest du Pacifique). En plus de cette piscine chaude, génère une intense activité convective qui, comme mentionné ci dessus, favorise le développement d'une saison extrêmement humide dans l'ouest du Pacifique ( c'est à dire Indonésie, Philippines, Micronésie, Australie du nord etc). Au contraire, dans les eaux froides du Pacifique Oriental, le climat y est extrêmement sec. Dans ces dernières régions aussi, en raison de la forte action de raclage exercée par les alizés et les mouvements qui en découlent, l'épaisseur de la thermocline y est extrêmement faible ( quelques dizaines de mètre). Sur le coté opposé d'autre part, en raison de la forte accumulation d'eau chaude, l'épaisseur de la thermocline atteint une taille considérable.


Il est donc clair que les épisodes la Nina sont associés à un renforcement de la circulation de Walker. Dans ce cas, un Alizé intense favorise un plus grand grattage de la surface de l'océan Pacifique, ce qui conduit à diminuer les anomalies STT dans le Pacifique. Dans le même temps, il y a eu une réduction de l'étendue de la piscine chaude du Pacifique occidental et la suppression ultérieure de l'ensemble de la convection semi-équatoriale. Dans ces situations de températures chaudes qui augmentent entre le Pacifique Est et du Pacifique occidental, il y a eu une augmentation de la différence de hauteur de la surface de la mer. En faite, en raison de l'accumulation des sources chaudes dans la zone Ouest du pacifique, Dans ce domaine, le niveau de la mer est beaucoup plus élevé que dans le pacifique Est. Enfin, il y avait une version extrême de la différence Thermocline entre les deux rives du pacifique. Au lieu de cela, le phénomène inverse c'est à dire El Nino correspond à une suppression totale de la circulation de Walker. Même dans ce cas, le phénomène est le résultat d'une altération de la ventilation au sol. En faite, quand il y a un affaiblissement cyclique des alizés, le volume d'eau chaude accumulée précédemment dans le pacifique ouest est versé sur l'océan. Cela conduit à un réchauffement de l'océan tout entier à la suppression totale des alizés ( car il lui manque le gradient de pression horizontal). Pendant ce temps, l'activité convective équatoriale a tendance à augmenter de façon spectaculaire.
Dans le même temps, les effets de la subsidence ( descente de l'air) touchent des domaines de l'Indonésie et de l'Australie d'une part et sur l'Amazonie d'autre part. Dans ces domaines, la formation d'anticyclone anormal implique des conditions de sécheresse extrême tandis que les zones arides notamment de l'Est du pacifique sont touchées par de fortes précipitations diluviennes ( Equateur, le Pérou, le nord du Chili, Galapacos Canaries etc..). Et c'est pour cette raison que le phénomène El Nino est accompagné par de très faibles valeurs de l'indice SOI ( indice de l'oscillation australe).


Venant maintenant à ce qui est intéressant pour nous, le cycle ENSO a une remarquable capacité d'influer sur les caractéristiques de l'hiver stratosphère polaire ( en accord avec le signal relatif à l'activité solaire). En particulier pendant les phases de l'ENSO+, il y a une augmentation considérable de la convection de profondeur dans la région du pacifique. par conséquent, si un épisode El Nino se produit en même temps que la phase négative du QBO et dans une énergie solaire faible, se produit une augmentation extraordinaire de la quantité de vapeur d'eau, qui, à travers la tropopause équatoriale, pénètrent dans la stratosphère sous-jacante. En effet, comme on la vu ces 4 dernières années, la faible activité solaire associé à un QBO- provoquent une augmentation anormale de la tropopause équatoriale, produisant une augmentation considérable de l'activité convective dans les régions du pacifique déjà occupé par la convection profonde et une forte augmentation de la vitesse de l'air humide riche en vapeur d'eau dans la haute stratosphère. De son coté, El Nino ( avec l'abolition totale de la circulation de Walker) augmente la zone couverte par la convection de profondeur. Dans ces conditions, on observerait une anomalie ( inhabituelle) de quantité d'eau dans la troposphère équatoriale et pénétrant donc dans la stratosphère. L'augmentation excessive de la force de la BDC poserait alors de graves conséquences parfois dévastatrices du VPS.





Il existe de nombreuses études sur la relation entre le cycle ENSO et le vortex stratosphérique polaire. Il s'agit notamment de celles menées par Labitzke - Van Loon,Baldwin - O'Sullivan - Hamilton et Sassi. Dans leurs études, ont été démontré comme le VPS tend à être complètement perturbé pendant les hivers affectés par les conditions El Nino. Pendant les phases D'ENSO+, les ondes planétaires sont plus nombreuses et plus larges et donc capable de s'introduire plus facilement dans la stratosphère polaire, faisant varier sa température et sa composition chimique. Plus précisément, il a été observé que dans la présence d'El Nino a une faveur d'une plus grande amplitude des ondes planétaires les plus longues ( vague 1), ce qui augmente l'efficacité de forcer la tropo-stratosphérique ( augmentation stratwarming). A cet égard, le professeur Masakazu Taguchi et Dennis Hartman du département des sciences de l'atmosphère et université de Washington ( dans leur recherche des soudains réchauffements stratosphérique pendant El Nino) ont établit que les phénomènes du réchauffement stratosphérique polaire en hiver ont deux fois plus susceptibles de se produire pendant les épisodes El Nino. Dans toutes ces recherches, le problème a été de séparer le produit de l'effet El Nino sur la stratosphère en hiver contre les effets associés à d'autres phénomènes qui peuvent également perturber le VPS en hiver ( QBO, activité solaire, éruptions volcaniques etc..). Certains, comme Charles Camp et Ka Tung Kit ( département de mathématiques appliquées) ont tenté de quantifier l'effet El Nino sur la stratosphère polaire. En analysant les données de température stratosphérique NCEP 1959/2005, ils ont découvert que l'anomalie thermique induite par El Nino est quantifiée autour de 4 degré Kelvin. Attribuer un poids a la capacité de chaque phénomène ( QBO, ENSO, activité solaire) à modifier le vortex polaire est encore un objectif très difficile et, à mon avis, n'a gère de sens.
Mais les trois phénomènes sont considérés comme étroitement liés et interagissent les uns avec les autres, afin de déchiffrer les périodes historiques exceptionnelles de ce qui s'est passé pendant le PAG.
L'intégration de l'inférence statistique ( adopté dans le cadre de cette recherche) avec le physique du problème, on peut certainement conclure que, dans les périodes de faible activité solaire, le QBO négatif a une plus grande importance que le cycle ENSO. En faite, à moins d'épisodes de NINA forte ( qui peut considérablement limiter les zones du Pacifique pour le développement de l'activité de la convection), le QBO négatif dans les années à faible activité solaire augmente d'activer les mécanismes qui conduisent à perturber le vortex polaire ( en augmentant également le refroidissement de la troposphère équatoriale et l'augmentation de l'air humide traversant la troposphère équatoriale, le renforcement de la BDC). En d'autres termes, si, dans les conditions normales d'ENSO ( neutre/faiblement négatif), le QBO- avec l'activité solaire faible est encore capable de faire de grands bouleversements de la circulation atmosphérique aux latitudes moyennes mais l'inverse n'es pas vrai. Car en effet, toujours dans un contexte d'activité solaire faible dans des conditions normales d'ENSO ( neutre/faiblement positif), le QBO+ peut encore impliquer un affaiblissement excessif de la BDC, avec pour conséquence un renforcement du VPS.


Il est clair que, comme indiqué ci dessus; si un épisode El Nino se produit en même temps que la phase négative du QBO et pendant une activité solaire faible, la forte activité convective au sein du pacifique conduirait à une forte augmentation ainsi que de la vitesse de la BDC et le VPS serait soumis à un chauffage continu et féroce. Cette faiblesse durable du VPS conduirait à une chute extrême de l'AO dans le négatif pendant tous l'hiver. Inversement, dans des conditions de faible activité solaire avec un QBO+/ENSO-, l'activité convective est fortement inhibée pour deux raisons:



1) Dans une énergie solaire faible, le QBO+ conduit au chauffage de la tropopause équatoriale inhibition de l'intensité et de la vitesse de transport de la vapeur d'eau de la troposphère à la stratosphère équatoriale.
2) la Nina forte diminue la zone couverte par la profonde convection du Pacifique ( dans ce cas limitée à de petites zones du pacifique occidental). Dans ce cas, il y a un ralentissement drastique de la BDC avec un refroidissement subséquent et ainsi l'isolément du VPS ( voir l'année 2011). Donc, le VPS présente un froid exceptionnel et provoque l'augmentation de la vitesse des vents zonal Comme on le voit ci dessus, sauf par circonstances exceptionnelles ( probabilité faible), même la troposphère aux latitudes moyennes serait complètement bloqué ( typique AO+). Je n'irais pas à expliquer les conséquences néfastes que cette situation a sur le climat Européen en automne/hiver ( nous l'avons vécu récemment
et les effets sont encore présent cette année mais de manière plus faible).
Cette situation particulière est également à l'étude dans un projet de recherche mené par trois professeurs ( que j'avais déjà cité plus haut). La conclusion a été que pendant les années de minimum solaire, QBO+ et ENSO-, le VPS reçoit un " minimum de perturbation " et la probabilité de réchauffement stratosphérique tendent vers le 0.
En ces situations également, en raison du bloc quasi-totale de la BDC et l'absence de stratwarming, se produisent de très faibles flux d'ozone dans la stratosphère polaire. En outre, en raison des températures très basses dans la stratosphère, augmente de façon significative la capacité de polluants anthropiques de détruire l'ozone présent. Cela conduit à l'apparition de phénomènes soudains de trou d'ozone sur le pôle nord ( comme par exemple au printemps 2011), ce qui conduit à certains à crier à la catastrophe lié au réchauffement climatique ( on en parlera dans la partie 4).
Les situations opposées décrites ci dessus se sont produites pendant les deux derniers hivers.
J'ai pu trouver une séquence vidéo montrant la quantité d'ozone stratosphérique sur le pôle nord au cours de l'hiver 2009/2010 et 2010/2011 ( à l'exception des mois de décembre). A cet égard, je rappelle que l'hiver 2010 avait été marqué par un QBO-/ENSO+ tandis que l'hiver 2011 avait été marqué par un QBO+/ENSO- ( on pourrait dire autant pour l'hiver 2012 ). Dans les deux cas, l'activité solaire a été maintenue à des valeurs très faibles.

http://www.youtube.com/watch?feature=pl ... QZP9WC12cc[/video]

ous pouvez remarquer la différence frappante entre les deux hivers. En particulier, l'hiver 2011, un gros trou d'ozone a fini par se créer ( février/mars notamment) qui en faisait presque la une des médias par la suite. On a justement pu constater que la quantité d'ozone au pôle s'était considérablement élevé entre la mi-janvier et la mi-mars 2011. C'est un fait extraordinaire si vous pensez que en générale, les stratwarming deviennent plus fréquent en 2ème partie d'hiver ( février notamment) avec l'arrivée du rayonnement solaire qui affecte donc justement la dernière partie de l'hiver, les plus fortes quantités d'ozone ont toujours lieu à la fin de la saison froide. Car au début de l'hiver 2011, le QBO venait de passer dans le positif à toutes les parties de la stratosphère mais la phase du QBO prend du retard ( souvent 4 mois après), la phase positive s'est surtout fait sentir à la fin de l'hiver. Par conséquent, puisque en 2010, le QBO 50 hpa est passé dans le domaine positif seulement à partir du mois d'octobre mais les effets du QBO-/faible activité solaire,
ont continuer à modifier la BDC avec toutes les conséquences qui en découlent ( VPS faible et teneur en taux d'ozone ). De la mi-novembre à la mi-janvier 2011, les indices de la NAO et l'AO était à des valeurs extrêmement faible. Cependant, dans la phase suivante de l'hiver, le QBO+ favorisé par l'action de la Nina a commencé à subir les effets négatifs apportant toute l'énergie pour accentuer le VP en étant de plus en plus compact. ( AO+ ). A l'inverse, pendant l'hiver 2009/2010, le QBO-/ENSO+ ont créé une situation exceptionnelle dans le vortex polaire. La stratosphère polaire avait reçu pour tous les mois d'hiver, d'important flux d'ozone et toute la structure du VP était constamment déchiqueté ( à ces instants, les valeurs de l'AO avaient battu des records dans le négatif).



Cette photo satellite capte le scénario apocalyptique dans laquelle le royaume-uni croulait sous la neige durant tous l'hiver.


Et restant dans ce domaine la, il y a eu des recherches peut être importantes sur les effets du QBO/ENSO sur la modulation du cycle solaire de l'hiver ( NAO/AO) qui avait été publié en 2007 par le professeur Kuroda Yuhji de l'institut de recherche météorologique de Tsukuba, qui a déclaré l'analyse de cette étude sur le comportement de l'indice NAO/AO par rapport à la faible activité solaire. Plus précisément, Kuroda disait que le QBO+/NIna ( indice NAO devenant un modèle locale) avait moins d'influence sur la dynamique de grande échelle de l'Hémisphère nord et affectant moins la haute stratosphère. Inversement, durant le QBO-/ENSO+, les indices NAO/AO affectent l'hémisphère nord et la stratosphère polaire entière. Si vous pensez que lorsque l'indice de la NAO par exemple négatif en hiver est un signe du stationnement anormale d'un anticyclone à coeur chaud près du vortex arctique ( Islande), à la lumière de ce qui a été dit, nous comprenons alors les raisons de l'analyse de ce professeur.
En effet, en présence d'un minimum solaire/QBO-/ENSO+, le VPS est extrêmement lent et dans ces conditions, la forme d'onde associée à la NAO- est beaucoup plus susceptible de se produire et de pénétrer dans la stratosphère polaire ( ondes stationnaires) ainsi de provoquer des effets importants dans l"hémisphère nord. Au contraire, les années de minimum solaire, QBO+/ENSO-, l'onde est peu probable de s'approfondir et les phénomènes qui y sont associés seront limités à la fois spatialement et temporellement.
Comme dit, la recherche a été publié en 2007 et donc le professeur Kuroda a du attendre juste quelques années afin de vérifier pleinement la bonté de ses études. A présent se termine cette partie 3.
Dans la partie suivante, nous allons essayer de comprendre les configurations qui ont été dominé pendant le PAG.
En d'autres termes, à la lumière de ce qui a été appris, nous allons essayer d'encadrer le mécanisme responsable sur le refroidissement des latitudes moyennes ( Europe en particulier) qui a commencé à la fin du Moyen Age, atteignant son
paroxysme autour de 1800...

[odurojb]

très intéressant Mike et au moins sur TDF tu seras pas viré comme sur IC où tu viens d'être victime d'Anasthasie et de ses cèbres ciseaux il y a pas une heure
jb

[FredTDF]

très intéressant Mike et au moins sur TDF tu seras pas viré comme sur IC où tu viens d'être victime d'Anasthasie et de ses cèbres ciseaux il y a pas une heure
jb

En effet, je peux le confirmer et bien au contraire, on ne peut lire qu'avec plaisir de telles recherches.
Comment peut-on soustraire une personne comme toi d'un forum ? Cela me parait impensable.

[hldesign]

Ça ne s’appelle pas de la censure voyons, ça ressemble plus à un régime totalitaire là
Bien content d'ĂŞtre d'abord venu sur TDF moi

[odurojb]

IC que je consulte sans y adhérer est pourtant intéressant notamment en météorologie. Mais ils sont en pleinne dérive. Les mathématiques deviennent plus importantes que l'observation et l'analyse du passé.Ils deviennent des vrais docteurs Folammour des GES et de leur dieu GIEC

[Frosty]

C'est surtout que leur approche scientifique du climat avec le recul et les nouvelles études est complètement différente de la réalité, on cherche à donnée des statistiques erronés pour prouvé un quelconques réchauffement cette dernière décennie alors les mesures satellites ont une marge d'erreurs importante des données.

[odurojb]

tout a fait d'accord Frostry. allez continuer comme ça sur TDF a vous lire je me régale.

[Ronflex]

Alors elle arrive cette partie sur le PAG ?

[cartesien66]

Mike,je comprends assez bien la circulation générale ainsi que les conséquences éventuelles mais je comprends assez mal l'influence de l'activité solaire ( faible ou forte ),s'agit-il d'effets thermiques,de quantité des UV ( par conséquent,de celle de l'ozone stratosphérique polaire ),des rayons cosmiques ( nébulosité ),etc ... ?
Où puis trouver les données graphiques de la DBC ( verticales et zonales ) ou peux-tu nous montrer un exemple ( graphiques à l'appui ) d'une DBC faible et inversement,accélérée ?? Merci d'avance,si tu n'as le temps,j'essaierai de trouver par moi-même .