Yohan RUPRICH-ROBERT, Christophe CASSOU et Soline BIELLI 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

Introduction - La Madden Julian Oscillation (MJO) est le mode dominant de la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques. - L’influence 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 ?

Données Observations (1979-2005): Simulations : 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) Réalisés dans le cadre d’IRCAAM

Couplé A(j) A(j+1) ARPEGE-climat OASIS NEMO 1D O(j) O(j+1) t LEV(j) SSTnemo(j) φ(j) φcor(j) LEV(j+1) SSTnemo(j+1) φ(j+1) NEMO 1D O(j) O(j+1) t

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

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 l’Océan Indien (OLR+vent). W.m-2

Vitesse de propagation de la MJO La MJO d’ARPEGE est légèrement trop rapide, la différence est surtout visible au niveau des phases 3 et 8. Durée Cpl2 Obs Cpl1 Fcd Cpl2 Obs Cpl1 Fcd Durée Le couplage n’améliore pas la vitesse de propagation

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

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

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

Bilan de l’impact du couplage sur la MJO Amélioration du signal dans l’Océan Indien Augmentation de l’occurrence de la MJO (non montré) Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER Ne modifie pas la vitesse de propagation Cpl2 : 29%

Téléconnexions (m) Obs Phase 3 Couleur : zg500, Contour : stf200 60E 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W Obs Phase 3 (m) Couleur : zg500, Contour : stf200

Téléconnexions (m) Obs Phase 3 Fcd Phase 3 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W Obs Phase 3 Fcd Phase 3 (m) Couleur : zg500, Contour : stf200

Téléconnexions (m) Obs Phase 3 Fcd Phase 3 Cpl Phase 3 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W 60E 120E 180 120W 60W Obs Phase 3 Fcd Phase 3 Cpl Phase 3 (m) Couleur : zg500, Contour : stf200 Les téléconnexions sont correctes et sont renforcées par le couplage à la fois dans le Pacifique et dans l’Atlantique (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, …

La dynamique tropicale ? <stf200>0N-30N 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 l’une à l’autre ARPEGE évolue trop rapidement. Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???

Conclusions sur l’apport du couplage local MJO : Amélioration du signal dans l’Océan Indien Augmentation de l’occurrence de la MJO Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER (sens de propagation) Pas d’amélioration 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 …

Merci de votre attention !

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

Répartition de la variabilité intrasaisonnière Obs Cpl Amélioration de la part de la MJO avec le couplage Fcd Hauteurs équivalentes : 50, 25 et 12 Cartographie du signal en fréquence/nombre d’onde (Wheeler et Kiladis, 1999) 19

La dynamique tropicale ? <vp200>15S-15N <stf200>0N-30N 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 l’une à l’autre ARPEGE évolue trop rapidement. Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???