Dernières Infos

De l’Indonésie à l’Europe de l’Ouest : El Niño et son impact

Figure 5: Simplified schematic of teleconnection from MJO phases 3 and 7, to the North Atlantic and European region during El Niño and La Niña conditions, respectively. Schematic adapted from: [6].

Le temps hivernal au Royaume-Uni et en Europe peut être divisé en différents modèles basés sur les flux à grande échelle dans l’atmosphère. Une méthode couramment utilisée consiste à utiliser un type d’algorithme d’apprentissage automatique – un algorithme de regroupement – pour diviser le temps en catégories distinctes, connues sous le nom de « régimes ». Les régimes météorologiques peuvent persister pendant plusieurs jours, voire plusieurs semaines, avant de passer à un autre régime. L’utilisation de régimes météorologiques à grande échelle comme ceux-ci est utile lorsque l’on considère la période de prévision « sous-saisonnière », environ 10 à 20 jours à l’avance, car ils donnent une indication approximative du temps moyen couvrant de nombreux pays pendant de nombreux jours, sans se concentrer sur les différences précises à l’échelle locale et heure par heure, qui ne peuvent pas être bien prévues en raison du chaos inhérent.

Pour la région combinée de l’Atlantique Nord et de l’Europe, il s’avère que le nombre optimal de régimes météorologiques à grande échelle est de quatre [1]. Ces régimes sont souvent appelés (1) NAO- (alias blocage du Groenland), (2) NAO+ (alias zonal), (3) dorsale atlantique et (4) blocage de la Scandinavie. À titre d’information, les régimes météorologiques NAO- et NAO+ sont similaires, mais pas identiques, à l’indice de l’oscillation nord-atlantique. La figure 1 illustre les différentes conditions météorologiques hivernales dans chaque régime. Par exemple, le régime NAO- apporte des conditions plus froides et plus calmes au Royaume-Uni et dans la région de la mer du Nord, tandis que le régime NAO+ apporte des conditions plus douces, plus venteuses et plus humides.

Figure 1 : Anomalies de température, de vent et de précipitations pendant la saison hivernale prolongée pour chacun des quatre régimes météorologiques.

Les prévisions saisonnières des régimes météorologiques peuvent aider les autorités et les entreprises à planifier à l’avance dans des secteurs tels que l’agriculture, l’énergie, la santé, l’aviation et les transports, l’eau et le commerce de détail. Dans le secteur de l’énergie, par exemple, si l’on prévoit des conditions météorologiques de type NAO, l’industrie de l’énergie peut se préparer à une « pénurie » d’électricité [2]. Une pénurie survient lorsque la demande dépasse l’offre, en raison de l’augmentation de la consommation d’électricité pour le chauffage par temps froid. Une part (croissante) de l’approvisionnement en électricité provient de la production éolienne : les jours de NAO, les vents sont beaucoup plus calmes. De même, dans le secteur de la santé [3], l’annonce d’une période de NAO- peut faciliter les préparatifs en vue d’une augmentation des admissions à l’hôpital et de la mortalité au Royaume-Uni, en moyenne et en pointe (intervalle de retour extrême de 5 ans), associée à des conditions plus froides.

Les liaisons atmosphériques à distance avec d’autres régions, connues sous le nom de « téléconnexions », permettent d’obtenir un avertissement anticipé des conditions météorologiques à venir, améliorant ainsi les possibilités de prévisions à des échelles de temps sous-saisonnières. Depuis plus de 30 ans, on sait qu’il existe un lien entre les conditions météorologiques des tropiques et celles de l’Atlantique Nord et de l’Europe à ces échelles de temps sous-saisonnières [4]. Ces liens sont principalement dus à un phénomène météorologique dans les tropiques connu sous le nom d’oscillation de Madden-Julian (MJO), qui est une « impulsion » de nuages et de précipitations supprimés et renforcés se déplaçant vers l’est près de l’équateur, qui se reproduit généralement tous les 30 à 60 jours pendant l’hiver boréal (bien que la MJO ne soit pas active environ un tiers du temps). Une étude importante réalisée en 2008 [5] a montré comment ces téléconnexions de la MJO dans les tropiques influencent les régimes météorologiques dans l’Atlantique Nord et la région européenne. L’étude a également montré comment des paquets d’énergie, connus sous le nom d' »ondes de Rossby », peuvent se déplacer vers l’est, du Pacifique à l’Atlantique Nord, dans les courants-jets de l’atmosphère, révélant une partie de la physique impliquée dans ces téléconnexions.

Au début de notre étude [6], nous avons émis l’hypothèse que l’oscillation australe El Niño (ENSO) jouait également un rôle dans l’altération de ces téléconnexions. L’ENSO caractérise la variation périodique des températures de surface de la mer et de la circulation atmosphérique qui l’accompagne dans l’océan Pacifique tropical. La phase chaude est connue sous le nom de « El Niño », et la phase froide sous le nom de « La Niña », atteignant une intensité maximale pendant l’hiver boréal. La température de surface de la mer dans le Pacifique est généralement divisée en trois catégories : (1) El Niño, (2) neutre, et (3) La Niña, comme le montre la figure 2.

Figure 2 : Anomalies de la température de surface de la mer dans le Pacifique tropical pendant la saison hivernale étendue de l’hémisphère nord, dans des conditions El Niño, neutres et La Niña.

Les conditions ENSO changent sur une échelle de temps plus longue (plus lente) que la MJO, et donc, d’un point de vue sous-saisonnier, les conditions ENSO restent à peu près constantes. Nous constatons que l’ENSO modifie la MJO [6], rendant ces régions de temps sec et humide plus étroites ou plus larges en longitude (figure 3).

Figure 3 : Animation classique de la MJO (rangée du haut), représentée ici par une anomalie du rayonnement de grande longueur d’onde sortant (OLR) (pour représenter les nuages) ; et pendant les conditions El Niño, neutres et La Niña (trois rangées du bas). La phase de la MJO est indiquée en haut.

Cette modification ENSO de la MJO a alors une conséquence sur le type de téléconnexion qui est déclenchée et sur le chemin qu’elle prend. Notre étude [6] montre que pendant les hivers El Niño, la téléconnexion des phases 1 à 3 de la MJO fait que le régime NAO+ se produit deux fois plus souvent que la climatologie complète, le signal se déplaçant le long des courants-jets (figure 4). En revanche, pendant La Niña, cette téléconnexion des phases 1-3 de la MJO est absente et il n’y a pas d’augmentation de l’occurrence du régime NAO+. Pendant les années La Niña, nous constatons également que la téléconnexion des phases 6 à 8 de la MJO fait apparaître le régime NAO- jusqu’à 2,5 fois plus souvent que la climatologie complète – ce signal passe par la stratosphère, la réchauffe et ralentit le vortex polaire stratosphérique (figure 4), le trajet total prenant environ 20 jours. Il existe un lien sous-saisonnier fort entre le vortex polaire stratosphérique et les régimes météorologiques tout au long de l’hiver [7], mais c’est au cours des années La Niña que le lien sous-saisonnier entre le MJO et la stratosphère est le plus fort [6].

Figure 5 : Schéma simplifié de la téléconnexion des phases 3 et 7 de la MJO vers l’Atlantique Nord et la région européenne pendant les conditions El Niño et La Niña, respectivement. Schéma adapté de : [6].

Cette méthode statistique, qui utilise les conditions ENSO et MJO, indique les régimes météorologiques auxquels on peut s’attendre 10 à 20 jours à l’avance. En combinant cette méthode avec des modèles dynamiques, qui peuvent prévoir la MJO jusqu’à 10 jours à l’avance, nous pouvons améliorer les prévisions météorologiques jusqu’à 30 jours à l’avance. Ces résultats ont des implications importantes, notamment en ce qui concerne la capacité à prévoir ces régimes météorologiques à des échelles de temps sous-saisonnières. En outre, cette dépendance des téléconnexions à l’égard de l’état de l’ENSO devrait être bien représentée dans les modèles météorologiques et climatiques. Enfin, les changements à long terme (passés et futurs) de l’amplitude de la MJO et de la force de l’ENSO peuvent modifier les proportions temporelles de chacun des régimes météorologiques observés dans l’ensemble.

Ce travail [6 & 7] fait partie du projet InterDec, qui réunit des scientifiques de 6 pays, étudiant les liens interrégionaux sur des échelles de temps sous-saisonnières à décadaires, et a été financé par le NERC via l’appel conjoint de 2015 du Belmont Forum et de JPI Climate.

Adaptation Terra Projects

Source : https://blogs.reading.ac.uk/

(377)

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.