Mieux comprendre le phénomène climatique El Niño

Mieux comprendre le phénomène climatique El Niño
Comprendre et prévoir le phénomène El Niño (1) est fondamental pour des raisons aussi bien scientifiques qu'environnementales, socio-économiques et sanitaires. Plusieurs théories ont déjà tenté de l'expliquer. Une équipe du Laboratoire d'études en géophysique et océanographie spatiale (INSU-CNRS, CNES, IRD, UPS) vient d'affiner l'étude de l'une d'entre elles, "l'oscillateur rechargé déchargé", grâce à des observations in situ et satellitaires. Leurs travaux viennent d'être publiés dans le Journal of Geophysical Research.

Le Pacifique tropical est le siège de la plus forte variabilité climatique de la planète à l'échelle interannuelle: le phénomène ENSO (El Niño Southern Oscillation). Les conséquences de ce phénomène se font sentir sur presque toute la surface du globe. Elles peuvent se révéler bénéfiques, mais sont le plus souvent catastrophiques, comme dans le cas médiatisé du Niño de 1997-1998. Les côtes de l'Équateur et du nord du Pérou reçurent alors en seulement deux mois, 15 fois plus de pluie que la moyenne annuelle, provoquant la destruction de nombreuses routes, habitations et cultures. Plusieurs centaines de personnes disparurent, de nombreux cas de choléra et de paludisme furent signalés. De l'autre côté du Pacifique, en Indonésie et en Papouasie-Nouvelle-Guinée, des sécheresses exceptionnelles provoquèrent des feux de forêts avec émission d'énormes nuages de cendres.

Une des théories actuelles pouvant rendre compte de la nature quasi-cyclique d'ENSO est la théorie dite de "l'oscillateur rechargé déchargé". Selon cette théorie et diverses observations, le Pacifique équatorial (entre 5°N et 5°S de latitude) se recharge en eaux chaudes (de température supérieure à 20°C) avant l'apparition d'un évènement El Niño et s'en décharge durant sa phase mature, ces recharges / décharges se traduisant par des variations du niveau de la mer. Ces recharges sont en général de très bons précurseurs d'El Niño et il est donc important de comprendre les mécanismes qui les régissent.

A partir de données satellites de vent de surface (ERS, Quikscat) et de niveau de la mer (Topex/Poseidon, Jason, ERS), les auteurs ont mis en évidence que ces anomalies de volume d'eau chaude du Pacifique équatorial sont égales à la somme des transports de masses d'eau à travers les frontières nord et sud de la bande équatoriale. Ils ont également démontré que la variabilité de ces transports méridiens à 5°N et à 5°S est principalement due à des ondes de Rossby équatoriales qui sont des ondes océaniques essentiellement engendrées par le vent et se propageant d'est en ouest. En se propageant, ces ondes modifient en effet la thermocline (profondeur de séparation entre les eaux chaudes de surface et les eaux froides des profondeurs) ainsi que le niveau de la mer, générant des anomalies de courants méridiens qui induisent le remplissage (ou la vidange) de la bande équatoriale en eaux chaudes avant (ou pendant) ENSO.

Cette identification du rôle effectif des ondes de Rossby dans la recharge / décharge de la bande équatoriale est une nouvelle avancée dans la compréhension des mécanismes d'ENSO. Il reste cependant à déterminer pourquoi ces processus de recharge / décharge sont si divers d'un événement à l'autre (notamment en termes de chronologie et d'amplitude), surtout depuis 1992.


Note:

(1) Le phénomène El Niño est un phénomène couplé océan atmosphère. Il se caractérise en général par des anomalies chaudes de la température de surface du Pacifique Est qui font suite à une relâche des alizés.

Source et illustration: CNRS / INSU & Bosc, C. et T. Delcroix