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Plan 1. Les différentes échelles de latmosphère 2. Sources dénergies nécessaires à la formation des ondes équatoriales et des perturbations tropicales.

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1 Plan 1. Les différentes échelles de latmosphère 2. Sources dénergies nécessaires à la formation des ondes équatoriales et des perturbations tropicales 3. Climats tropicaux déchelle régionale 4. Ondes équatoriales piégées et oscillations déchelle planétaire (MJO,QBO) 5. Modèles conceptuels de perturbations tropicales déchelle synoptique de lhémisphère dété 6. Interactions entre tropiques et moyennes latitudes 7. El Niño

2 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

3 Sea Surface Temperature sommaire chap.7 Warm pool 7.1 Climatologie océanique Température de surface de la mer Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

4 Pourquoi des eaux plus fraîches sur les côtes Est des continents ? sommaire chap Climatologie océanique Température de surface de la mer Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

5 Hémisphère Nord : transport dEkman à droite de la tension de vent Dans lhémisphère sud, cest linverse, transport dEkman à gauche de la tension de vent sommaire chap Climatologie océanique : Transport dEkman et upwelling côtier Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

6 Dans lhémisphère sud, le transport dEkman est situé à gauche de la tension de vent Tension du vent transport dEkman Pérou Chili sommaire chap Climatologie océanique : Transport dEkman et upwelling côtier Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

7 Tension du vent Upwelling côtier Sous-courant équatorial 7.1 Climatologie océanique : Circulations 3D dans le Pacifique Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

8 Niveau de la mer + élevé sur Pacifique Ouest sommaire chap Climatologie océanique Topographie du niveau de la mer Source : figure extraite du site du Jet Propulsion Laboratory (JPL). site :

9 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

10 sommaire chap.7 Opposition de phase sur la pression Sydney – Buenos Aires (Hildebrandsson – 1897) Oscillation Australe (pression, Température, RR) – G. Walker (~1920) Lien entre SST Pacifique et Oscillation Australe (Bjerkness – 1966, 1969) – Apparition de la notion de Téléconnexion « Build-up » de Wyrtki ( ) Niño composite et verrouillage sur le cycle saisonnier – Rasmusson et Carpenter (1982) Modélisation océan/atmosphère couplée (1980 ….) Développements théoriques (1980 …) 7.2 Historique et développements théoriques

11 sommaire chap Historique et développements théoriques « Build-up de Wyrtki –Pilotage de locéan par latmosphère (relaxation des alizés – redistribution des eaux chaudes de lOuest vers lEst) LOscillateur retardé –Réflexion des ondes de Rossby en onde de Kelvin (bord Ouest) générant un approfondissement de la thermocline. Réflexion des ondes de Kelvin (bord Est). Alternance danomalies chaudes (kelvin «downwelling») et froides (kelvin «upwelling»). Instabilités couplées –Relation SST - thermocline (couplage positif avec une convergence du vent en surface) –Mode couplé instable basse-fréquence (périodes 3à 4 ans et 6 mois) –«SST mode» - advection de gradient moyen zonal de SST par les perturbation du courant – advection du gradient moyen vertical de température par les perturbation de la vitesse verticale – modulation de ladvection verticale par lupwelling équatorial moyen –Barrière de sel – déplacement du bord Est de la Warmpool – rôle de ladvection zonale du gradient de SST

12 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

13 sommaire chap Principales caractéristiques d El Niño et illustration avec El Niño 97 Phénomène couplé Océan/Atmosphère : El Niño (EN) correspond à une anomalie climatique résultant de couplages complexes entre locéan (modification des TSM) et latmosphère (modifications de la pression, alizés, localisation convection). ENSO principale source de variabilité du système climatique aux échelles de temps interannuelles Manifestation océanique « El Niño/La Niña » dans le Pacifique, en surface mais aussi en profondeur. Périodes caractéristiques 3 à 7 ans et « alternances» El Niño/ La Niña. Influence planétaire via les modifications de la circulation générale. Téléconnexions. Phénomène océanique partiellement prévisible (causes du déclenchement?) Interactions ENSO/Oscillation Décennale du Pacifique (PDO), ENSO/MJO, MJO/Synoptique

14 El Ni ñ o 97 TSM température de surface de la mer Anomalies de + 5°C sur Pacifique Est sommaire chap.7 Source : NOAA/ NWS/NCEP/ Climate Prediction Center recip/CWlink/MJO/enso.shtml/ recip/CWlink/MJO/enso.shtml/

15 El Ni ñ o 97 Anomalies de la hauteur dynamique de la surface de la mer Anomalies du niveau de la mer cm sur Pacifique Ouest cm sur Pacifique Est sommaire chap.7 Source : figure extraite du site du Jet Propulsion Laboratory (JPL). site :

16 sommaire chap.7 El Ni ñ o 97 Anomalie de précipitations Source : NOAA/ NWS/NCEP/ Climate Prediction Center

17 La zone de fort gradient vertical de SST définit la thermocline dont la profondeur varie aussi avec la phase dEl Niño El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde et son évolution Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

18 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en janvier 97 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

19 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en mai 97 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

20 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en octobre 97 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

21 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en janvier 98 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

22 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en mai 98 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

23 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en octobre 98 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

24 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en janvier 99 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

25 Retour début animation El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en octobre 99 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

26 Image 3D provenant du satellite franco-américain Topex-Poséidon, (CNES-NASA) Eaux de surface mesurées par le capteur HVRR du satellite Eaux en profondeur mesurées par des bouées fixes, TAO rouge = 30°c bleu= 8°c thermocline = entre bleu foncé et cyan, entre 10 et 20°C, située à 600 ft à louest et 150 ft à lest sommaire chap.7 El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en janvier 97 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

27 La thermocline est aplanie par londe de Kelvin (onde douest) vers les côtes de lAmérique du Sud. Élévation du niveau de la mer de 34 cm le long du Pacifique Est équatorial par affaiblissement des alizés El Ni ñ o 97 La structure océanique profonde en novembre 97 Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

28 sommaire chap.7 El Ni ñ o 97 Animation temporelle des anomalies de TSM pendant El Niño 97 sur le site de la NOAA :

29 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

30 Tahiti Darwin - Oscillation Australe = phénomène périodique de bascule de pression entre le Pacifique Central (Tahiti) et le Pacifique Ouest (Darwin) associée à un déplacement de la cellule de Walker. Phénomène appelé en anglais ENSO (El Nino Southern Oscillation) - Pendant une année normale, la pression réduite au niveau de la mer à Tahiti est supérieure à celle de Darwin, alors que pendant un événement El Niño, ce gradient de pression diminue, sannule, voire sinverse pour les événements El Niño les plus marqués. - G. Walker (1932) a défini un indice basé sur la différence de pression entre Tahiti et Darwin qui sécrit : = différence mensuelle de pression entre Tahiti et Darwin = différence mensuelle moyenne ( ) entre Tahiti et Darwin = écart-type de la différence moyenne entre Tahiti et Darwin. La période de référence est Pendant un événement Niño Pendant un événement la Niña sommaire chap Description de lOscillation Australe (ENSO)

31 Tahiti Darwin -Définition dun événement El Niño : le SOI doit être inférieur au premier quartile du SOI - Définition dun événement La Niña : le SOI doit être supérieur au dernier quartile du SOI sommaire chap Description de lOscillation Australe (ENSO)

32 Écart-type du SOI Anomalies de pression Écart-type dOLR Source : NOAA/ NWS/NCEP/ Climate Prediction Center. Site :

33 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

34 Un événement ENSO débute souvent vers la fin de lannée. Description chronologique communément admise par la communauté scientifique : 1. Coup de vent douest sur le Pacifique O. 2. Enfoncement de la thermocline sur le Pacifique Central et Pacifique Est 3. Anomalies > 0 de TSM et baisse des alizés sur le Pacifique Central et Est. La convection se renforce sur ces régions alors que, sur lIndonésie, elle satténue sommaire chap El Niño : influence sur le Pacifique (entre décembre et février ) Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

35 3 à 6 mois après le début de lévénement ENSO, les anomalies deaux chaudes en surface et en profondeur ont atteint le Pacifique Est (propagation de ces anomalies vers lest grâce à londe de kelvin ?) sommaire chap El Niño : influence sur le Pacifique (entre mars et mai ) Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

36 Année normale (haut), El Niño (bas) ZCIT ZCPS mousson indonésienne alizés sommaire chap El Niño : influence sur le Pacifique (entre mars et mai ) Source : daprès Trenberth, 91a

37 Après un événement El Nino, peut succéder le phénomène inverse appelé la Nina : on observe alors un renforcement des alizés sur le Pacifique O., une légère hausse des TSM dans cette zone ainsi quun renforcement de la la convection sur la zone Indonésie- Pacifique O. sommaire chap La Niña : influence sur le Pacifique (entre mars et mai ) Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

38 El Nino Anomalies de vents douest la Nina Anomalies de vents dest = alizés renforcés El Nino la Nina sommaire chap El Niño-La Niña : influence sur le Pacifique Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

39 El Nino la Nina El Nino la Nina sommaire chap El Niño-La Niña : influence sur le Pacifique Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

40 sommaire chap El Niño-La Niña : influence sur le Pacifique Source : NOAA/PMEL/TAO. Site :

41 La Niña : Le jet douest subtropical est encore moins zonal quen moyenne : les vents douest sur le Pacifique Est Equatorial sont renforcés (+10 m/s). Comme ces vents douest jouent le rôle de canal donde de Rossby, leur propagation vers léquateur est renforcée. Cest linverse pendant El Niño car le jet Subtropical est plus zonal quen moyenne (figure non montrée). winter summer 7.5 La Niña : influence sur le Pacifique Source :NOAA/PMEL/TAO SOI =+16 SOI =+13

42 + sec sur le Maghreb sommaire chap El Niño influence en Afrique du Nord (hiver boréal) Source : figure extraite du site IRI (International Research Institute For Climate and Society) u/ u/

43 mousson moins arrosée 7.5 El Niño influence sur la mousson africaine Source : figure extraite du site IRI (International Research Institute For Climate and Society) u/ u/

44 Mousson plus arrosée 7.5 La Niña influence sur la mousson africaine Source : figure extraite du site IRI (International Research Institute For Climate and Society) du/ du/

45 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

46 El Niño (décembre à février) sommaire chap Téléconnexions influence globale (RR et T) Sources : daprès Ropelewski et Halpert, 1987 et 1989

47 El Niño (juin à août) sommaire chap Téléconnexions influence globale (RR et T) Sources : daprès Ropelewski et Halpert, 1987 et 1989

48 La Niña (décembre à février) sommaire chap Téléconnexions influence globale (RR et T) Sources : daprès Ropelewski et Halpert, 1987 et 1989

49 La Niña (juin à août) sommaire chap Téléconnexions influence globale (RR et T) Sources : daprès Ropelewski et Halpert, 1987 et 1989

50 - Pour en savoir plus sur El Niño, voir le site WEB 7.1 Climatologie océanique 7.2 Historique et développements théoriques 7.3 Principales caractéristiques dEl Niño (ex :El Niño 97) 7.4 Description de lOscillation Australe (ENSO) 7.5 El Niño : influences régionales (Pacifique et Afrique) 7.6 Téléconnexions 7.7 Prévisions saisonnières sommaire général Chap. 7 El Niño et lOscillation Australe

51 7.7 Prévisions saisonnières de la TSM (CEP) Source : figures extraites du site du CEP

52 -Les prévisions saisonnières (1 à 6 mois) de la TSM (produits appelés Nino Plumes) sont disponibles sur le site du CEP : sommaire généralsommaire chap Prévisions saisonnières du CEP

53 Bibliographie El Niño 1/2 - El Niño references: TAO refereed journal articles and other TAO papers.TAO refereed journal articlesTAO papers -Hayes, S. P., L. J. Mangum, J. Picaut, A. Sumi, and K. Takeuchi, 1991 : TOGA-TAO: A moored array for real-time measurements in the tropical Pacific Ocean. Bull. Am. Meteorol. Soc., Vol.72, p TOGA-TAO: A moored array for real-time measurements in the tropical Pacific Ocean - Lee, Martin E., and helton, Dudley, Oceanic Kevin/rossby Wave Infleunce on North American West COast Precipitation, NOAA Tecnhical Memorandum (NWS, WR-253) - McPhaden, M.J., 1993 : TOGA-TAO and the El Niño-Southern Oscillation Event. Oceanography, Vol.6, p.36-44TOGA-TAO and the El Niño-Southern Oscillation Event - NOAA Reports to the Nation – El Niño and Climate PredictionEl Niño and Climate Prediction - Philander, S. G. H., 1990: El Nino, La Nina and the Southern Oscillation. Academic Press, San Diego, CA, 289 p. -Ropelewski C. F. et Halpert M. S., 1987 : Global and Regional scale précipitations and temperature patterns associated with El Nino/Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., Vol. 115, p Ropelewski C. F. et Halpert M. S., 1989 : Précipitations patterns associated with the high index of the Southern Oscillation. J. Clim, Vol.2, p

54 Bibliographie El Niño 2/2 - Trenberth, K. E., 1991a : General characteristics of El Nino-Southern Oscillation. Teleconnections Linking Worlwide Climate Anomalies. M. Glantz, R.W. Katz, and N. Nicholls, Eds., Cambridge University Press, p.13-41


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