Couplage atmosphère/océan en climatologie

[Wedge]

On sait intuitivement depuis plusieurs décennies que l'océan et l'atmosphère sont deux systèmes dont les étroites interactions déterminent les modalités de fonctionnement du système climatique global. Par exemple, il est connu que le NAO est une manifestation de la variabilité climatique qui tire sa source des fluctuations de la SLP entre deux centres d'action, les Açores et l'Islande, elle même étant favorisée par la disposition des courants ou encore la répartition du couvert de glace dans l'Antlantique nord. Même chose pour le ENSO dont les modalités d'apparition sont conditionnées par la progression d'ondes marines de part et d'autre du Pacifique sud entre Darwin et les côtes du Chili et qui parviennent à inverser la circulation globale des Alizés.

 

Or, si il y a dix ans, les rétroactions entre l'atmosphère et l'océan étaient reconnues, mais mal connues, aujourd'hui on commence à comprendre davantage comment l'un et l'autre s'influencent mutuellement. Dans cet ordre d'idée, Francis et al. (2009) on démontré qu'une couverture de glace moins importante dans l'Atlantique nord durant les mois de juin-juillet et août, résulte en un indice plus négatif du NAO durant l'automne suivant. Les auteurs expliquent qu un été caractérisée par de fortes anomalies négatives du couvert de glace, induit un « réchauffement » supplémentaire de la couche inférieure de la troposphère qui a pour effet de diminuer lintensité du gradient de température polaire entre les moyennes et hautes latitudes de 10% à 20%. Cette situation affaiblit le courant jet polaire et ultimement, réduit lintensité du « low » de lIslande, six mois plus tard. Au rythme où vont les chose, la fonte des glaces de la banquise arctique risque d'être complétée d'ici 2030 (Zhang et al. 2008). D'ici là, à la lumière de ces études, il est probable que les hivers du sud soient plus rigoureux que les hivers québécois ! Comme quoi tout n'est pas linéaire dans la nature.

 

Pour rendre la chose plus intéressante encore, dans un papier paru en 1997, Bond et al. ont mis en évidence l'existence de changements climatiques rapides et abrupts dans l'Atlantique nord au cours de 12 000 dernières années. Ces cycles, les "Cycles de Bond" incidemment, ont une périodicité d'environ 1450 ans plus ou moins 500 ans et se traduisent par une libération rapide du couvert de glace de l'océan atlantique nord et un changement abrupt de la circulation atmosphérique au-dessus du Groenland (tiens tiens !)...

 

 

Pour en savoir plus :

 

Francis, J.A., W. Chan, D.J. Leathers, J.R. Miller, and D.E. Veron, 2009, "Winter Northern Hemisphere weather patterns remember summer Arctic sea-ice extent", Geophysical Research Letters, 36, L07503, doi:10.1029/2009GL037274.

 

Zhang, X., A. Sorteberg, J. Zhang, R. Gerdes, and J. C. Comiso (2008), Recent radical shifts of atmospheric circulations and rapid changes in Arctic climate system, Geophys. Res. Lett., 35, L22701, doi:10.1029/2008GL035607.

 

Bond, G.; et al. (1997). "A Pervasive Millennial-Scale Cycle in North Atlantic Holocene and Glacial Climates". Science 278 (5341): 12571266. doi:10.1126/science.278.5341.1257. http://rivernet.ncsu.edu/courselocker/Pale...ne%20Change.pdf.

Modifié le 10 mars 2010 par Wedge

[MicHuot]

Or, si il y a dix ans, les rétroactions entre l'atmosphère et l'océan étaient reconnues, mais mal connues, aujourd'hui on commence à comprendre davantage comment l'un et l'autre s'influencent mutuellement. Ainsi, Francis et al. (2009) ont démontré qu'entre 1979 et 2006, une période marquée par un couvert de glace inférieur à la normale dans l'océan Arctique, l'indice NAO c'est positionné en phase négative entraînant des hivers plus froids et plus de précipitation au sud du 45ième parallèle. Cette relation entre le couvert de glace et la SLP est suffisamment solide selon les auteurs pour pouvoir servir les prévisions à long terme dans l'hémisphère nord.

 

La fonte des glaces de la banquise arctique risque d'être complétée d'ici 2030. D'ici là, à la lumière de ces études, il est probable que les hivers du sud soient plus rigoureux que les hivers québécois ! Comme quoi tout n'est pas linéaire dans la nature.

 

Pour rendre la chose plus intéressante encore, dans un papier paru en 1997, Bond et al. ont mis en évidence l'existence de changements climatiques rapides et abrupts dans l'Atlantique nord au cours de 12 000 dernières années. Ces cycles, les "Cycles de Bond" incidemment, ont une périodicité d'environ 1450 ans plus ou moins 500 ans et se traduisent par une libération rapide du couvert de glace de l'océan atlantique nord et un changement abrupt de la circulation atmosphérique au-dessus du Groenland (tiens tiens !)...

Très intéressant. Ça va dans le sens de ce que l'on observe. Blocages fréquents, hautes géopotentielles qui envahissent les pôles qui forcent les gouttes froides vers l'équateur comme on a pu voir l'été dernier. Le froid (glace et atmosphère) aux pôles est comme la petite gear (roue dentelée) dont a besoin le gros moteur de la circulation générale pour fonctionner. La petite gear commence à avoir des pignons endommagés ce qui fait que la circulation bloque comme le papier qui se bourre dans une imprimante. Donc un débordement plus méridionnalle de l'équateur vers les pôles. Si on pousse à l'extrême ce réchauffement aux pôles, on verra apparaître d'immenses zones d'atmosphères barotropes où errent gouttes froides et crêtes thermiques avec fronts diffus. On pourrait dire que cet hiver est un petit exemple à échelle réduite.

 

Finalement pour faire simplifié: Enlève le froid aux pôles et tu uniformise l'atmosphère, et en uniformisant l'atmosphère tu enlève la dynamique de la circulation générale qui avec la force de Coriolis donne un mouvement ouest-est aux systèmes. L'indice NAO faible ne fait que démontrer qu'il manque l'air froid nécessaire pour creuser une dépression dans la région de l'Islande.

 

MH

Modifié le 21 février 2010 par MicHuot

[JF Massicotte]

C'est très intéressant en effet!

 

Cependant, j'attendrais encore un peu avant de venir à la conclusion que le pattern actuel est directement relié à cette situation et serait réellement semi-permanent car il est toute de même bien répertorié dans une étude portant sur les pattern du courant jet entre 1950 et 2001.

 

Ils l'ont décrit comme étant le 15e pattern en importance pour les 6 mois les plus chaud de l'année (avril à septembre) avec une présence surtout marquée aux mois d'avril et septembre (ce qui me laisse penser qu'il s'agit d'un pattern hivernal qui aurait débordé sur les mois chauds). L'exemple qui y est donnée est frappant avec le Rex Block de cette année dans l'Antlantique nord et a été observé en 1964 (ou 1967?).

 

Je n'ai pas accès au papier à partir de la maison mais je rentre travailler et semblerait que j'ai été capable de le télécharger gratuitement la semaine dernière au travail donc je vais réessayer ce soir.

[williams]

entre 1979 et 2006 c'est plutot des hivers avec NAO+ que nous avons eu. En plus tout les annees 90 sauf 96 et 97 ont été positives.

 

Comme on peut le voir plus facilement dans le Pacifique avec l'ENSO (El Nino et La Nina) il y a bien des echange d'energie entre l'ocean et l'atmosphere et donc des liens sur le climat.

 

Pour l'Atlantique cela doit etre de meme mais c'est plus difficila a voir.

 

Williams

[Wedge]

Or, si il y a dix ans, les rétroactions entre l'atmosphère et l'océan étaient reconnues, mais mal connues, aujourd'hui on commence à comprendre davantage comment l'un et l'autre s'influencent mutuellement. Ainsi, Francis et al. (2009) ont démontré qu'entre 1979 et 2006, une période marquée par un couvert de glace inférieur à la normale dans l'océan Arctique, l'indice NAO c'est positionné en phase négative entraînant des hivers plus froids et plus de précipitation au sud du 45ième parallèle. Cette relation entre le couvert de glace et la SLP est suffisamment solide selon les auteurs pour pouvoir servir les prévisions à long terme dans l'hémisphère nord.

 

La fonte des glaces de la banquise arctique risque d'être complétée d'ici 2030. D'ici là, à la lumière de ces études, il est probable que les hivers du sud soient plus rigoureux que les hivers québécois ! Comme quoi tout n'est pas linéaire dans la nature.

 

Pour rendre la chose plus intéressante encore, dans un papier paru en 1997, Bond et al. ont mis en évidence l'existence de changements climatiques rapides et abrupts dans l'Atlantique nord au cours de 12 000 dernières années. Ces cycles, les "Cycles de Bond" incidemment, ont une périodicité d'environ 1450 ans plus ou moins 500 ans et se traduisent par une libération rapide du couvert de glace de l'océan atlantique nord et un changement abrupt de la circulation atmosphérique au-dessus du Groenland (tiens tiens !)...

Très intéressant. Ça va dans le sens de ce que l'on observe. Blocages fréquents, hautes géopotentielles qui envahissent les pôles qui forcent les gouttes froides vers l'équateur comme on a pu voir l'été dernier. Le froid (glace et atmosphère) aux pôles est comme la petite gear (roue dentelée) dont a besoin le gros moteur de la circulation générale pour fonctionner. La petite gear commence à avoir des pignons endommagés ce qui fait que la circulation bloque comme le papier qui se bourre dans une imprimante. Donc un débordement plus méridionnalle de l'équateur vers les pôles. Si on pousse à l'extrême ce réchauffement aux pôles, on verra apparaître d'immenses zones d'atmosphères barotropes où errent gouttes froides et crêtes thermiques avec fronts diffus. On pourrait dire que cet hiver est un petit exemple à échelle réduite.

 

Finalement pour faire simplifié: Enlève le froid aux pôles et tu uniformise l'atmosphère, et en uniformisant l'atmosphère tu enlève la dynamique de la circulation générale qui avec la force de Coriolis donne un mouvement ouest-est aux systèmes. L'indice NAO faible ne fait que démontrer qu'il manque l'air froid nécessaire pour creuser une dépression dans la région de l'Islande.

 

MH

Michel, super intéressante ton analyse. Ça me permet de comprendre encore mieux les impacts du propos dont nous discutons ici.

[Wedge]

C'est très intéressant en effet!

 

Cependant, j'attendrais encore un peu avant de venir à la conclusion que le pattern actuel est directement relié à cette situation et serait réellement semi-permanent car il est toute de même bien répertorié dans une étude portant sur les pattern du courant jet entre 1950 et 2001.

 

Ils l'ont décrit comme étant le 15e pattern en importance pour les 6 mois les plus chaud de l'année (avril à septembre) avec une présence surtout marquée aux mois d'avril et septembre (ce qui me laisse penser qu'il s'agit d'un pattern hivernal qui aurait débordé sur les mois chauds). L'exemple qui y est donnée est frappant avec le Rex Block de cette année dans l'Antlantique nord et a été observé en 1964 (ou 1967?).

 

Je n'ai pas accès au papier à partir de la maison mais je rentre travailler et semblerait que j'ai été capable de le télécharger gratuitement  la semaine dernière au travail donc je vais réessayer ce soir.

JF ta prudence thonore. Il est absolument exceptionnel que lon puisse conclure hors de tout doute à la validité dune théorie, dun phénomène. Cest la convergence des études vers une conclusion commune qui permet détablir la nouvelle connaissance i.e. qui permet aux scientifiques de dire « nous savons désormais que »

[Wedge]

entre 1979 et 2006 c'est plutot des hivers avec NAO+ que nous avons eu. En plus tout les annees 90 sauf 96 et 97 ont été positives.

 

Comme on peut le voir plus facilement dans le Pacifique avec l'ENSO (El Nino et La Nina) il y a bien des echange d'energie entre l'ocean et l'atmosphere et donc des liens sur le climat.

 

Pour l'Atlantique cela doit etre de meme mais c'est plus difficila a voir.

 

Williams

Williams, jai effectivement fait une erreur de lecture et dinterprétation. Merci de le souligner. Le NAO était en phase positive durant cette période prolongée, ce qui aurait contribué aux anomalies négatives du couvert de glace...

[Wedge]

Mais ce que je trouve fascinant dans ces études, cest le parallèle quon peut faire avec les Cycles de BondOr, si cette relation était démontrée, ce sont les climatologues qui rejettent le fameux « consensus » qui seraient contents puisquon aurait un argument de plus que les changements climatiques rapides et soudains ne sont pas récents dans lhistoire naturelle de la terre. Néanmoins, mon propos demeure au conditionnel comme vous le voyez. Mais avouez que le rapprochement est tentant

[kristen]

Bonjour j'ai recement lu sur les études de Milankovitch sur le refroidissement climatique et la fin iminente de l'Holocène, sur la petite période glacière et sur les cycles que la terre est toujours connue.

Ma question est la suivante : est-il possible, bien que l'on nous dit le contraire, que la terre se dirige plutôt vers une nouvelle ère glacière. Sommes-nous à l'aube ou déjà dans une nouvelle période interglacière?

[williams]

Avat de connaitre nouvelle ère glacière nous avons le temps vu la durée des cycles de Mylankovitch.

 

Nous serront dans une nouvelle aire glaciere dans environs 25.000 ans.

 

Donc on a bien le temps pour ca

 

Concernant l'evolution du climat c'est plus les oscillations oceaniques, l'evolution de l'activite solaire et l'influence de l'homme qu'il faut voir pour les prochaines annees et decennies.

 

Williams