El nino-Francois

26.Leden 2007

On peut dire qu'El Niño résulte d’un dérèglement atmosphérique de la circulation de Walker que l’on arrive mal à expliquer et qui revient périodiquement. C’est un grand courant marin d’une taille comparable à celle des États-Unis qui survient exceptionnellement certaines années. Il apparaît en moyenne une ou deux fois par décennie le long des côtes péruviennes au début de l’été, vers décembre-janvier.

En temps normal, une zone cyclonique située au milieu du Pacifique chasse les eaux chaudes superficielles par des vents du sud-est vers l’Australie et provoque des remontées d’eaux froides sur les côtes du Pérou, c’est le phénomène d’upwelling.

Le premier signe d’apparition d'El Niño est un renforcement considérable de ces vents de sud-est. Ils entraînent une accumulation d’eaux chaudes dans le Pacifique ouest, faisant monter le niveau de la mer sur les côtes australiennes. Mais dès que les vents du sud faiblissent, les eaux « chaudes » du Pacifique Ouest envahissent celles du Pacifique Est. C’est alors le début du phénomène. El Niño peut donc être relié à un affaiblissement temporaire, et très prononcé, de l’anticyclone présent au milieu du Pacifique. La force des alizés du sud-est diminuant, on assiste à un reflux en masse, vers les côtes américaines où les eaux sont plus basses, de l’eau chaude accumulée dans la partie occidentale du Pacifique Sud.

La durée d'El Niño est en général d’environ 18 mois. Ce délai passé, les eaux froides se propagent vers l’ouest. C’est alors la fin du phénomène qui peut être suivi de son inverse La Niña. Une corrélation est remarquable entre les pressions atmosphériques de l’est et de l’ouest du Pacifique. Quand elles augmentent à l’ouest, elles diminuent à l’est, et inversement. Ce phénomène accélère les vents de surface d’est en ouest, du Pérou jusqu’en Indonésie ou les diminue en période El Niño.Scientifique britannique et chef du service météorologique indien, Sir Gilbert Walker fut affecté en 1920 en Inde, afin de trouver un moyen de prévoir la mousson asiatique. Brillant scientifique, il s'attela à la tache avec détermination. Il se mit en contact avec des scientifiques sud-américains qui lui fournissaient le résultat de leurs études sur les effets locaux d'El Niño. En étudiant ces données climatiques et atmosphériques et celle qu'il avait à sa disposition, il parvint à établir, en 1923, une corrélation entre les relevés barométriques à l'ouest et à l'est du Pacifique sud. En effet, il se rendit compte que la pression s'affaissait à l'ouest quand elle diminuait à l'est, et inversement. Du fait de cette situation d'équilibre et de balance, il nomma ce phénomène Southern Oscillation (Oscillation australe en français ).

Axant ses recherches sur l'oscillation australe, Sir Walker réussit à déterminer, toujours en 1923, un index auquel il donna son nom. Ce dernier aurait pour fonction de mesurer l'écart de pression entre l'est et l'ouest de l'océan Pacifique. Quand l'indice, et donc l'écart, augmentait, la pression était élevée à l'est du Pacifique, et les alizés étaient plus forts. Lorsque l'indice était plutôt bas, les alizés étaient moins puissants, entraînant des hivers plutôt doux dans le Canada et l'Amérique occidentale. Le tout est accompagné par des sécheresses en Australie, en Indonésie, en Inde et certains secteurs africains.

L'un de ses collègues l'attaqua à ce sujet dans une revue scientifique, trouvant "parfaitement ridicule l'idée que des conditions climatiques de régions du globe aussi distantes l'une de l'autre puissent être liées entre elles de la sorte". Ce à quoi Sir Walker répliqua qu'une explication plus précise devait exister, mais qu'elle "exigerait vraisemblablement une connaissance des structures du vent à des niveaux autres que le sol". Cela impliquait des notions et des moyens d'observation inconnus à l'époque mais les méthodes de recherche actuelles ont effectivement confirmé la théorie de l'index de pression Walker.

Jacob Bjerknes et le phénomène ENSO

Dans les décennies qui suivirent, les chercheurs étudiant les variations climatiques se penchèrent sur l'énigme des îles désertiques du Pacifique central équatorial. Ces îles, bien que recevant (selon des statistiques climatiques américano-canadiennes) la même quantité de pluie que leurs voisines luxuriantes, étaient désespérément stériles. En fait, cette stérilité était due à une variation de l'index de pression Walker: la plupart du temps, l'indice de ce dernier était plutôt élevé, entraînant de très faibles, voire inexistantes, précipitations annuelles. Cependant, au cours d'une période qui se répétait tous les deux à sept ans environ, ces îles subissaient un véritable déluge qui durait plusieurs mois, de décembre à la mi-juin.

Le lien, apparemment évident entre cet étrange phénomène et El Niño, ne sera pourtant établi qu'au cours des années 1960, par un météorologue norvégien: le professeur Jacob Bjerknes. Il fut le premier à remarquer, en 1967, le rapport entre les observations de Sir Walker et El Niño. Les deux phénomènes concordant en tout point, il eut même l'idée de compléter le nom d'El Niño en y associant la découverte du britannique: le phénomène se nommerait désormais ENSO, soit El Niño Southern Oscillation ( El Niño Oscillation australe ).

Le professeur Bjerknes a également établit, quelques années plus tard, le lien entre les changements de températures à la surface de la mer, la puissance des alizés et les fortes précipitations qui accompagnent habituellement les creux barométriques à l'est comme à l'ouest du Pacifique. Ce qui correspond aux phases d'un index de Walker d'indice bas.

Un intérêt florissant vers la fin du XXe siècle [modifier]

Depuis 1982, date d'un ENSO ayant dévasté toute la ceinture des pays de la ceinture intertropicale et même affecté le climat européen, des milliers de scientifiques et de chercheurs du monde entier ont essayé de comprendre le phénomène. Durant cette période, seuls deux programmes apportèrent des réponses à certaines interrogations.

Le programme TOGA

Lancé en 1985, le programme de collaboration internationale Tropical Ocean and Global Atmosphere ou TOGA (Étude des océans tropicaux et étude globale de l'atmosphère), a permis de mieux comprendre le couplage océan-atmosphère, c'est-à-dire les relations entre l'un et l'autre. Il a duré 11 ans et a servi de base au lancement de ses successeurs. Il s'est penché tout particulièrement sur les variations du couplage dues à El Niño.

Le programme WOCE

Programme lancé cinq ans après le TOGA par quarante-quatre pays, dont tous ceux de l'union européenne de l'époque, le World Ocean Circulation Experience ou WOCE (Expérience sur la circulation océanique à l'échelle mondiale) avait pour but d'établir une description océanique globale. Il a notamment permis d'établir un modèle climatique pouvant plus ou moins prévoir les années durant lesquelles frapperait le phénomène ENSO.

Les programmes CLIVAR et GODAE

La suite de ces programmes fut prise par CLIVAR, CLImate VARiability and predictability programme (Programme d'étude de prévision et de variation du climat) qui étudiait le climat et les interactions océan-glace-atmosphère à l'échelle de la planète, et par GODAE, Global Ocean Data Assimilation Experiment, qui, en 2003-2005, préparaient la mise en place d'un système mondial de surveillance et de prévision climatique.

Les années 2000 [modifier]

Après des débuts balbutiants, l'étude d'El Niño connu un véritable essor au XXIe siècle. Les nouvelles techniques et les nouveaux moyens mis à la disposition des chercheurs permirent d'effectuer des progrès considérables dans l'analyse du phénomène.

Institut de Recherche pour le Développement (IRD)

En 2000, l'IRD a lancé le programme ECOP (Étude climatique de l'océan Pacifique tropical) pour étudier les variations climatiques dues à ENSO et à son opposé, La Niña. La même année, l'IRD lançait également, avec un budget de 132 000 €, le programme PALEOCEAN qui, de son côté, étudiait les coraux. La technique du carottage du corail, récemment développée, lui permis d'utiliser les coraux comme paléothermomètres. Ces derniers contiennent de l'uranium et du strontium, dont la quantité présente varie en fonction de la température de surface de la mer, et qu'on mesure par spectrométrie. Ces élements-témoins datent les coraux et attestent de la fluctuation du niveau de la mer au cours des ans. Ils révèlent la présence de myocardiopathies, des organismes vivants dont l'état témoigne de l'impact d'ENSO sur l'environnement.

Un satellite bien particulier

En 1992, la Nasa et le CNES s’unirent pour lancer le satellite Topex/Poseidon avec la fusée Ariane 4. L’engin de 2,4 tonnes fut envoyé à une altitude de 1336 km, faisant un tour de la Terre toutes les 112 minutes, et pouvant observer jusqu'à 90% des océans. Le CNES et la Nasa mirent les 50 000 mesures quotidiennes de Topex/Poseidon à la disposition de la communauté scientifique dès juillet 1993. Plus de 600 scientifiques de 54 pays exploitèrent ces mesures, distribuées via 2 banques de données : l’une située aux États-Unis d'Amérique, l’autre, le centre AVISO, se trouvant à Toulouse. Ce centre produisait tous les mois un cédérom regroupant toutes les données collectées par le satellite, soit près de 2 millions de mesures mensuelles.

En octobre 2005, un incident technique a fait perdre au satellite ses capacités de manœuvre sur orbite, se mettant ainsi dans l’impossibilité d’acquérir de nouvelles données scientifiques. Le satellite a donc terminé sa mission le 5 janvier 2006, après 13 ans dans l’espace et plus de 60 000 orbites autour de la Terre.

Prévision [modifier]

Les observations de Topex/Poseidon s’insérèrent dans plusieurs grands programmes scientifiques internationaux, parmi lesquels WOCE, TOGA, CLIVAR, et GODAE (avec MERSEA sa composante européenne). Les organismes de météorologie, eux aussi, puisaient dans les données du satellite. Ainsi, ces mesures se révélèrent bientôt indispensables, et il devint évident qu'un nouveau programme devrait prendre la suite de Topex/Poseidon.

Le programme Jason

Depuis son lancement par Delta II le 7 décembre 2001, le satellite Jason-1, successeur de Topex/Poseidon, livre des données exploitables en temps réel (environ 3 heures après la réception des données). Le programme Jason a été conçu comme une série de satellites. Ainsi le satellite Jason-2, dont le lancement est prévu en 2008, a entamé sa phase de développement en 2004. Le satellite Jason-1 est 5 fois plus léger que Topex/Poseidon (seulement 500 kilos pour 3 mètres d'envergure) et environ 2 fois moins cher. Il permet une précision au moins égale, si ce n'est supérieure, à celle de son prédécesseur, du fait de la collaboration entre ses mesures et celles prises, directement à la surface océanique de la Terre, par des navires spécialisés ou des balises météorologiques.

Les données altimétriques fournissent également en temps presque réel des observations océaniques permettant l’élaboration de prévisions météorologiques. Grâce aux mesures de Jason-1, Météo-France fournit ainsi des bulletins réguliers sur l’état de l’océan mais aussi des alertes en cas de dégradation des conditions météorologiques. Jason-1 s’insère dans le projet d’océanographie opérationnelle Mercator, lancé en 1997 et devenu un Groupement d’Intérêt Public en 2002 (partenariat entre le CNES, le CNRS/INSU, l’IFREMER, l’IRD, Météo-France et le SHOM). Mercator permet d’effectuer une surveillance en temps réel des océans (réalisation de bulletins hebdomadaires de l’état de la mer), mais aussi des prévisions à long terme concernant les phénomènes bioclimatiques tels qu'El Niño.

Conséquences observées [modifier]

El Niño provoque de nombreux bouleversements climatiques. Les océans et l’atmosphère sont en continuelle interaction. Les modifications induites sur la température de surface de la mer vont affecter les vents.

Quand les alizés soufflent à leur pleine puissance, l’upwelling d’eau froide le long du Pacifique équatorial refroidit l’air qui le surplombe, le rendant trop dense pour qu’il s’élève assez haut pour permettre à la vapeur d’eau de se condenser et de former des nuages et des gouttes de pluie. Ainsi l’air reste libre de nuages pendant les années « normales », et la pluie dans la ceinture équatoriale est largement confinée dans l’extrême ouest du bassin, au voisinage de l’Indonésie.

Mais lorsque les alizés soufflent, s’affaiblissent et régressent vers l’est pendant les premiers stades d’un événement El Niño, l’upwelling se ralentit et l’océan se réchauffe. L’air humide à la surface de l’océan se réchauffe également. Il devient assez léger pour former des nuages épais qui produisent de fortes pluies le long de l’équateur. Cette modification des températures de surface océanique est donc responsable du déplacement vers l’est du maximum de pluie sur le Pacifique central. Les ajustements atmosphériques associés correspondent à une baisse de pression dans le Pacifique central et oriental et à une augmentation de pression dans le Pacifique Ouest (Indonésie et Australie), propice à un plus grand retrait des alizés.

Ainsi, l'El Niño de 1982-1983 a produit des effets dramatiques sur les continents. En Équateur et dans le nord du Pérou environ 250 cm de pluie tombèrent pendant 6 mois. Plus vers l’ouest, les anomalies du vent ont dérouté les typhons de leurs routes habituelles, vers Hawaii ou Tahiti non préparées à de telles conditions météorologiques.

Le phénomène peut affecter par ondes de choc les conditions climatiques dans les régions les plus éloignées du globe. Ce message d’échelle planétaire est convoyé par des déplacements des régions de pluies tropicales, qui affectent ensuite les structures de vent sur toute la planète. Les nuages tropicaux porteurs de pluie déforment l’air qui les surplombe (8 à 16 km au-dessus du niveau de la mer). Les vents qui sont formés dans l’air au-dessus de ces nuages vont déterminer les positions des moussons et les routes des cyclones et ceintures des vents intenses séparant les régions chaudes et froides à la surface de la Terre. Pendant des années El Niño, quand la zone de pluie habituellement centrée sur l’Indonésie se déplace vers l’est, vers le Pacifique central, les ondes présentes dans les couches hautes de l’atmosphère sont affectées, causant des anomalies climatiques sur de nombreuses régions du globe.

Les impacts d'El Niño sur le climat aux latitudes tempérées sont les plus évidents pendant l’hiver. Par exemple, la plupart des hivers El Niño sont doux sur le Canada occidental et sur des régions du nord-ouest des États-Unis, et pluvieux sur le sud des États-Unis (du Texas à la Floride). El Niño affecte également les climats tempérés durant les autres saisons. Mais, même pendant l’hiver, El Niño n’est qu’un des nombreux facteurs qui influencent le climat des régions tempérées.

Ainsi, l’édition 1997 d'El Niño provoqua des sècheresses et des feux de forêts en Indonésie, de fortes pluies en Californie et des inondations dans la région du sud-est des États-Unis. La température estimative moyenne du globe, en surface, pour les zones terrestres et maritimes, a également augmenté. Vers la fin de décembre 1997, une tempête battant des records a déversé jusqu’à 25 cm de neige dans le sud-est des États-Unis. Des vagues atteignant jusqu’à 4 mètres de haut se sont abattues au sud de San Francisco. De violentes tempêtes engendrées par El Niño ont sévi en Floride. Ces tempêtes ont donné naissance à des tornades allant jusqu’à 400 km/h.

Plus récemment, en juin 2002, un certain effet de El Niño de 2002 se faisait déjà sentir dans les régions tropicales d’Amérique du Sud. De violentes pluies d’orages, les pires des huit dernières décennies, ont détrempé le Chili. Vers la fin du mois de décembre, l’Australie subissait la pire des sècheresses d’un siècle surnommé la « super-sèche ». Des tempêtes meurtrières se sont également déchaînées sur la côte ouest des États-Unis. Cinq journées entières de grosses pluies et de grands vents.

Un phénomène global [modifier]

Dans les années 1990 une corrélation entre la période chaude et les changements climatiques planétaires à court terme a été mise en évidence. Un des résultats obtenus est la découverte du prolongement d’El Niño dans les régions tropicales de l’océan Indien et de l’océan Atlantique. Elle a été rendue possible grâce à une analyse de la surface de ces océans avec plus de 650 000 mesures effectuées par bateau. La somme de données utilisées couvre une période d’environ quinze ans. On a ainsi observé, de 12 à 18 mois après la fin du phénomène El Niño dans le Pacifique, un réchauffement cyclique de la surface de l’océan Atlantique équatorial. Il semblerait qu’il s’agisse d’une réponse passive au changement de pression atmosphérique et des alizés (entraînés par El Niño) dans la région. Cette réaction de l’océan Atlantique n’est pas vraiment expliquée à ce jour, mais tend à montrer la propagation à l’échelle mondiale des conséquences d'El Niño.

Le fait qu’El Niño soit désormais considéré comme un phénomène global, avec des répercussions dans les trois principaux océans tropicaux, devrait faciliter l’explication des perturbations du climat sur toute la planète. Les modifications de la température océanique peuvent donc, à l’échelle locale, modifier l'humidité absolue de la circulation atmosphérique, entraînant l’augmentation de la pluviométrie des régions environnantes. Cela permet de donner de façon intuitive une idée des mécanismes qui entraînent les conséquences observées surtout dans la région du Pacifique, mais aussi dans une moindre proportion dans le reste du monde. Cette modification est d'autant plus grande, fréquente et durable, que l'énergie de l'atmosphère augmente, avec la température, par effet de serre.[1]

El Niño contribue à ces anomalies ou modifications de l’hygrométrie d’une manière que l’on ne s’explique pas bien, mais dont on est presque sûr qu’il est le responsable et c’est en ce sens que l’humidité peut être considérée comme un des moteurs de l’atmosphère. Tous ces résultats sont fondés sur l’observation. Ils sont intéressants, car ils soulignent les éléments qui ont une grande importance, afin de les prendre en considération dans la réalisation de simulations numériques, qui permettront dans un avenir proche de comprendre et d’expliquer les mécanismes conduisant aux effets observés sur le climat. Les applications de ces recherches permettront alors de mieux prévenir les conséquences désormais indéniables d'El Niño sur le système climatique global. napsal/a: voluman 14:34 Link


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