L'oscillation nord Atlantique (NAO) Stage du M2 OASC (Université Paul Sabatier) Réalisé au CNRM-GAME (Météo-France + CNRS) Étudiant : Stéphane Beck Encadrants : Gwendal Rivière et Philippe Arbogast

Différences entre NAO+ et NAO- NAO+ NAO- Cassou, C. (2004). Du changement climatique aux régimes de temps : l'oscillation nord-atlantique. La météorologie, 8ème série

2 cas de transition rapide vers la NAO- indice calculé à partir du géopotentiel à 850 hPa avec la méthode de l'article de Cassou, C. (2004) Quelle est l’origine de ces basculements ?

Les déferlements = + anticyclonique : cyclonique : = + u'v'>>0 u'v'<<0 anticyclonique : cyclonique : anticyclonique : courant-jet déplacé vers le nord (NAO+) cyclonique : courant-jet déplacé vers le sud (NAO-)

1er déferlement cyclonique de : décembre 2009 2 façons de matérialiser ce déferlement cyclonique Un second déferlement cyclonique eut lieu le 09/12/09

Conséquence des 2 déferlements cycloniques Décélération du vent zonal au nord Courant-jet déplacé vers le sud : NAO- Accélération du vent zonal au sud

Diagramme de Hovmöller pour décembre 2009 Anomalie du vent méridien à 300hPa moyennée entre 30N et 60N On voit les trains d'ondes à l'origine des 2 déferlements cycloniques

Expériences d'inversions du tourbillon potentiel (PV) 2 types d'expériences ont été réalisées : 1) Atténuation des paquets d'ondes de Rossby en amont sur le Pacifique avec 2 filtre passe-bas différents : périodes de coupures de 8 et 12 jours 2) Situation du 07/12/09 dans la stratosphère et du 03/12/09 dans la troposphère avec 2 tranches stratosphériques : 0,1 à 300 hPa et 1 à 150 hPa Cas du basculement vers la NAO- de décembre 2009 (débutant le 7) Modifications à un instant initial : le 03/12/09 à 0h00 Prévision Arpège (de 10 jours) réalisée à partir de cet instant initial Comparaisons de l'expérience aux analyses ou au run de contrôle Différences indiquant que l'élément modifié joue un rôle important

Conséquence de l'expérience d'inversion Run de contrôle Expérience d'inversion On voit que des paquets d'ondes ont bien été atténués

Expériences d'atténuation de l'anomalie de PV sur le Pacifique Résultat de 2 expériences d'inversion avec 2 filtres basse fréquence (BF) différents Nouveau filtre BF : Période de coupure de 12 jours 1er filtre BF : Période de coupure de 8 jours réanalyses du CEP analyses Arpège run de contrôle Expériences d'atténuation de l'anomalie de PV sur le Pacifique

Influence de la stratosphère sur le NAM Baldwin, M. and Dunkerton, T. (2001). Stratospheric Harbingers of Anomalous Weather Regimes Science couleurs chaudes : NAM- et faible vortex polaire couleurs froides : NAM+ et fort vortex polaire Possibilité de précurseurs du changement de phase en altitude

Situation fin 2009

Résultats des 2 expériences de la stratosphère Modifications entre 0,1hPa et 300hPa Modifications entre 1hPa et 150hPa réanalyses du CEP analyses Arpège run de contrôle Situation du 07/12/09 dans la zone de modification (stratosphère). Situation du 03/12/09 ailleurs (troposphère). Le 07/12/09 correspond au début du basculement vers la NAO-. Le 03/12/09 correspond à l'instant initial de l'expérience.

CONCLUSION Ce travail a permis de mettre en évidence : 1) Lien entre NAO et déferlements cycloniques 2) Importance des paquets d’onde de Rossby Influence de la fréquence de coupure pour l’inversion du PV 3) Influence de la stratosphère Modifier la stratosphère semble nécessaire mais pas suffisant

Perspectives de recherches : les 4 régimes de temps Possibilité de refaire cette étude pour la NAO+, la dorsale et le blocage