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Impact du couplage océan-atmosphère sur la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques et les connexions extratropicales associées Yohan RUPRICH-ROBERT,

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1 Impact du couplage océan-atmosphère sur la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques et les connexions extratropicales associées Yohan RUPRICH-ROBERT, Christophe CASSOU et Soline BIELLI

2 Introduction - La Madden Julian Oscillation (MJO) est le mode dominant de la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques. - Linfluence de la couche de mélange océanique jouerait un rôle dans sa propagation (e.g. Emanuel, 1987, Flatau et al., 1994). - Il existe des liens avec les extratropiques : Pacifique (Ferranti et al., 1994) et Atlantique (Cassou, 2008). Objectif : Pour une meilleure compréhension de la variabilité/prévisibilité intrasaisonnière et des biais associés. Plan : -> Validation de la MJO dans ARPEGE (intensité, propagation, mécanismes)? -> Impact du couplage local ? -> Téléconnexions associées ?

3 Observations ( ): Outgoing Longwave Radiation (OLR) : satellite NOAA, grille 2,5°x2,5° Vents : réanalyses NCEP/NCAR, grille 2,5°x2,5° Simulations : ARPEGE-climat forcé par SST climatologiques (Levitus), simulation de 40 ans (Fcd) ARPEGE-climat couplé avec NEMO1D, simulations de 40 ans (deux membres : Cpl1 et Cpl2) Données

4 ARPEGE-climat OASIS NEMO 1D O(j) O(j+1) t LEV(j)SST nemo (j)φ(j)LEV(j+1)SST nemo (j+1) φ(j+1) A(j) A(j+1) φ cor (j) Couplé

5 Ratio de la bande de fréquence de la MJO sur la variabilité intrasaisonnière totale (vent à 850hPa : [30j;80j]/[0j;80j]) ObservationsFcd Cpl1 Cpl2 Dans lOcéan Indien le couplage augmente la variabilité dans la bande de fréquence de la MJO et diminue le biais à 180° dans Fcd. (%)

6 Intensité de la MJO (Wheeler et Hendon, 2004) Obs : 38% Couleurs : OLR Flèches : vent a 850 Fcd : 24,5% Cpl1 : 28% Cpl2 : 29% La MJO représente une plus grande part du signal intrasaisonnier dans les Cpl. Le couplage renforce le signal de la MJO sur lOcéan Indien (OLR+vent). W.m -2

7 Vitesse de propagation de la MJO Le couplage naméliore pas la vitesse de propagation La MJO dARPEGE est légèrement trop rapide, la différence est surtout visible au niveau des phases 3 et 8. Durée Cpl2 Obs Cpl1 Fcd Durée Cpl2 Obs Cpl1 Fcd

8 Sens de propagation Corrélation déphasée dun indice situé dans lOcéan Indien avec la bande tropicale (30S-30N). Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850 Rupture de la vitesse de propagation à 180° Obs

9 Sens de propagation Corrélation déphasée dun indice situé dans lOcéan Indien avec la bande tropicale (30S-30N). Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850 - LOLR se propage vers lOuest dans Fcd - WK99 : séparation MJO en Kelvin+Rossby Equatoriale (ER) - Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER. Rupture de la vitesse de propagation à 180° Obs Fcd

10 Sens de propagation Le couplage corrige en partie ce biais Corrélation déphasée dun indice situé dans lOcéan Indien avec la bande tropicale (30S-30N). Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850 - LOLR se propage vers lOuest dans Fcd - WK99 : séparation MJO en Kelvin+ER - Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER. Rupture de la vitesse de propagation à 180° Fcd Cpl Obs

11 Bilan de limpact du couplage sur la MJO -Amélioration du signal dans lOcéan Indien -Augmentation de loccurrence de la MJO (non montré) -Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER -Ne modifie pas la vitesse de propagation Cpl2 : 29%

12 Obs Phase 3 060W120W180120E60E060W120W180120E 60E W60W0 Couleur : zg500, Contour : stf200 Téléconnexions (m)

13 Téléconnexions Obs Phase 3 Fcd Phase 3 060W120W180120E60E060W120W180120E 60E W60W0 Couleur : zg500, Contour : stf200 (m)

14 Téléconnexions Obs Phase 3 Fcd Phase 3 Cpl Phase 3 - Les téléconnexions sont correctes et sont renforcées par le couplage à la fois dans le Pacifique et dans lAtlantique (2 possibilités). - Dans les modèles, la NAO+ apparaît trop rapidement et ne perdure pas assez. - Hypothèses : préconditionnement extratropical, dynamique extratropicale trop active, interférence destructive de la dynamique extratropicale avec la dynamique tropicale, … 060W120W180120E60E060W120W180120E 60E W60W0 Couleur : zg500, Contour : stf200 (m)

15 La dynamique tropicale ? 0N-30N Génération dondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ??? De façon générale la vp200 est trop importante dans les modèles (dynamique plus forte). Pour les phases 3 et 7 (phases de forçage), les modèles et les Obs sont en adéquations, mais pour passer de lune à lautre ARPEGE évolue trop rapidement.

16 Conclusions sur lapport du couplage local MJO : – Amélioration du signal dans lOcéan Indien – Augmentation de loccurrence de la MJO – Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER (sens de propagation) – Pas damélioration de la vitesse de propagation Téléconnexions : – Les Téléconnexions existent et sont bien reproduites – Le couplage augmente leur intensité – Elles ne perdurent pas assez – Différentes hypothèses – …

17 Merci de votre attention !

18 ARPEGE-climat OASIS NEMO 1D O(j) O(j+1) t LEV(j)SST nemo (j)φ(j)LEV(j+1)SST nemo (j+1) φ(j+1) A(j) A(j+1) Forcé

19 Répartition de la variabilité intrasaisonnière Cartographie du signal en fréquence/nombre donde (Wheeler et Kiladis, 1999) Obs FcdCpl Amélioration de la part de la MJO avec le couplage

20 La dynamique tropicale ? 0N-30N 15S-15N Génération dondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ??? De façon générale la vp200 est trop importante dans les modèles (dynamique plus forte). Pour les phases 3 et 7 (phases de forçage), les modèles et les Obs sont en adéquations, mais pour passer de lune à lautre ARPEGE évolue trop rapidement.


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