Mots clés : oscillations océanique, climat, pression atmosphérique, température, oscillation Nord atlantique, NAO, oscillation Nord Pacifique, NPO, oscillation Sud El Niño, El Niño, ENSO, oscillation Sud, SO, oscillation pacifique décennale, PDO

Oscillations océaniques et climat

Sylvain Pichat

Laboratoire Sciences de la Terre, ENS Lyon

Vincent Daniel

LMD, Paris

Gilles Delaygue

Université de Chicago

Tim Osborne

Université de East Anglia

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

15 - 04 - 2001

Résumé

Les oscillations océaniques et leur influence sur le climat.


Question

Sujet  : question NAO Date  : Sat, 3 Mar 2001 15:55:39 De  : w.f.

« Connaissez-vous d'autres phénomènes climatiques comme le NAO (North Atlantic Oscillation) ou le QBO (Quasi Biennial Oscillation) qui ont des effets sur le climat ? El Niño, la Niña, NPO (North Pacific Oscillation), SO (Southern Oscillation) influencent-ils le climat Européen ? Le NAO est-il positif actuellement ? »

Réponse

Introduction

Il existe plusieurs oscillations plus ou moins importantes et bien connues.

  • North Atlantic Oscillation (NAO) : localisée dans la zone Nord-atlantique extratropicale.
  • North Pacific Oscillation (NPO) : localisée dans la zone Nord-pacifique extratropicale.
  • El Niño Southern Oscillation (ENSO) : localisée dans la zone pacifique tropicale.
  • Southern Oscillation (SO) : localisée dans l'océan Austral.
  • Pacific Decadal Oscillation (PDO) : localisée dans la zone Nord pacifique (côte américaine), et le Pacifique tropical.

Ces oscillations expliquent une part importante de la variabilité inter-annuelle climatique.

Figure 1. Évolution mensuelle de la hauteur de la mer (SSH) et de la température de surface de l'océan (SST) pour l'océan Pacifique

Évolution mensuelle de la hauteur de la mer (SSH) et de la température de surface de l'océan (SST) pour l'océan Pacifique
Évolution mensuelle de la hauteur de la mer (SSH) et de la température de surface de l'océan (SST) pour l'océan Pacifique

Les données SST montrent quelles sont les zones plus chaudes ou plus froides que la normale. Les données SSH sont une mesure de la quantité de chaleur stockée dans l'océan.


Les interactions globales entre oscillations océaniques

El Niño, la Niña, NPO, SO et PDO sont des phénomènes qui influencent le climat Européen. Les phénomènes ENSO, par exemple, influencent la climatologie globale, donc plus ou moins le climat de l'Europe. Le temps de réponse de l'atmosphère aux perturbations climatiques est très court (le temps de mélange des masses d'air est d'un an), ce qui explique que ces phénomènes influencent l'ensemble du globe.

Pour mieux comprendre l'interaction entre toutes ces oscillations, on peut suivre le réchauffement actuel de l'océan Pacifique Équatorial, qui est une source directe de variation du NAO (voir la carte ci-dessous de précipitations à travers l'isthme de Panama).


Notez que la normale saisonnière d'un paramètre est une moyenne sur plusieurs décennies. Les variations à la moyenne (ou normale) sont naturelles.

L'important est de regarder, par exemple :

  • les écarts importants à la normale : en termes statistiques, cela consiste à comparer l'écart de la valeur considérée (mesure de température, par exemple) à l'écart-type de la moyenne saisonnière ;
  • les variations durables : c'est ce qui a permis de détecter le NAO.

D'autre part, l'influence majeure du NAO ne se ressent pas uniquement sur les températures. En fait, le NAO a une grosse influence sur les précipitations en Europe.

Figure 3. Les scientifiques ont récemment montré la forte influence des phénomènes ENSO sur NAO

Les scientifiques ont récemment montré la forte influence des phénomènes ENSO sur NAO
Les scientifiques ont récemment montré la forte influence des phénomènes ENSO sur NAO

Les résultats de la modélisation de Penland et Mastrosova (b) montrent les variations de la température de surface de l'eau (SST) dans l'Atlantique tropical en réponse à un forçage de type ENSO (a). NAO répond aux phénomènes El Nino avec un retard de l'ordre de 4 à 5 mois. L'océan Pacifique tropical induit donc une rupture dans le système dipolaire du NAO.


NAO et le climat européen

L'oscillation Nord Atlantique (NAO) est le principal mode de variabilité climatique actuelle autour du bassin Nord-atlantique. Issue de l'interaction entre océan et atmosphère, son activité est plus marquée en hiver.

Cette activité est liée à la zone de hautes pressions des Açores, qui est soit renforcée (index NAO positif) soit diminuée (index NAO négatif) par rapport à la moyenne.

Un renforcement des hautes pressions (index positif) défléchit le flux atmosphérique d'Ouest vers le Nord de l'Europe, donnant des hivers humides dans le Nord de l'Europe et secs dans le Sud.


Indice NAO Mensuel

Année

Jan.

Fév.

Mars

Avr.

Mai

Juin

Juil.

Août

Sep.

Oct.

Nov.

Déc.

1999

+0,90

+1,80

-0,72

+0,43

+1,03

+1,39

-1,85

-3,67

-0,51

-0,69

+0,30

+2,13

2000

+0,35

+4,37

+0,54

-3,34

+,031

+0,89

-2,99

+0,78

-1,10

+2,26

-0,24

-1,41

2001

+0,02

+0,07

                   

Décembre à mars est une période bien représentative de l'activité hivernale NAO (voir Osborn et al., 1998). Cette moyenne hivernale est représentée ci-dessous (la plus récente pour la période décembre 2000 à février 2001 seulement)

Indice NAO Hivernal

Année

Index

1994/1995

+2.44

1995/1996

-2.32

1996/1997

+0.18

1997/1998

+0.80

1998/1999

+0.98

1999/2000

+1.85

Déc. 2000 / Fév. 2001

-0.44

Références et liens utiles

C. Penland, L. Matrosova, 1998. Prediction of Tropical Atlantic Sea Surface Temperatures Using Linear Inverse Modeling , J. Clim., Vol. 11-3, pp. 483-496. doi : 10.1175/1520-0442(1998)011<0483:POTASS>2.0.CO;2

P.D. Jones, T. Jonsson, D. Wheeler, 1997. Extension to the North Atlantic Oscillation using early instrumental pressure observations from Gibraltar and South-West Iceland , Int. J. Climatol., Vol. 17-13, pp. 1433-1450. doi : 10.1002/(SICI)1097-0088(19971115)17:13<1433::AID-JOC203>3.0.CO;2-P

T.J. Osborn, K.R. Briffa, S.F.B. Tett, P.D. Jones, R.M. Trigo, 1999. Evaluation of the North Atlantic Oscillation as simulated by a coupled climate model , Clim. Dyn., Vol. 15, pp. 685-702. doi : 10.1007/s003820050310

Article NAO (pdf) en français.

L'Oscillation Nord-Atlantique (IFREMER).

North Atlantic Oscillation Index data (Tim Osborn, University of East Anglia).

The North Atlantic Oscillation Thematic Web Site (University of Reading).

Mots clés : oscillations océanique, climat, pression atmosphérique, température, oscillation Nord atlantique, NAO, oscillation Nord Pacifique, NPO, oscillation Sud El Niño, El Niño, ENSO, oscillation Sud, SO, oscillation pacifique décennale, PDO