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Influence de modes de variabilité de basses fréquences dans le Pacifique nord-est sur l’oscillation Nord-Atlantique à travers la propagation en aval d’ondes de Rossby synoptiques

par Marie Drouard

paru dans le Rapport de Recherche de Météo-France 2014 (ISSN : 2116-438X)

 

L’Oscillation Nord-Atlantique (NAO  ) caractérise la circulation atmosphérique dominante en hiver sur le bassin Atlantique. La NAO   est caractérisée par la latitude du courant-jet sur l’Atlantique : il est situé à une plus haute latitude lors de la phase positive (NAO  +), guidant ainsi les tempêtes vers l’Europe de l’ouest. Il se trouve à une plus basse latitude lors de la phase négative (NAO  -), configuration associée à un temps sec sur l’Europe de l’ouest et humide sur le bassin méditerranéen.

Comprendre ce qui influence les variations de la NAO   est une question clé pour caractériser et prévoir une saison hivernale sur l’Europe.

Un mécanisme a pu être proposé. Il repose sur l’existence d’une anomalie de géopotentiel de basse fréquence (de grande échelle) dans le Pacifique nord-est. Celle-ci modifie la propagation des ondes de Rossby synoptiques au-dessus de l’Amérique du Nord et en aval, influençant la NAO   via le déferlement de ces ondes dans l’Atlantique nord. Une anomalie positive (dorsale) dans le Pacifique réoriente dans la direction sud-ouest/nord-est les tourbillons composant ces ondes ce qui favorise la phase NAO  +, alors qu’une anomalie négative (thalweg) les réoriente dans la direction nord/sud favorisant la phase NAO  -.

Ce mécanisme dynamique peut expliquer le lien entre la NAO   et les modes de variabilité de basse fréquence dans le Pacifique, tels que El Niño-Southern Oscillation (ENSO) ou la téléconnexion Pacifique-Nord Américaine (PNA). En effet, l’anomalie atmosphérique de basse fréquence dans le Pacifique nord associée à ces deux modes de variabilité modifie la propagation des ondes de Rossby synoptiques de la même façon (voir figure).

Composite mensuel des cas de télé-connexion Pacifique-Nord Américaine (PNA) associés à la phase NAO  + (20 mois). Les plages en couleur représentent l’anomalie de géopotentiel, les flèches, un vecteur abstrait, le vecteur E, qui traduit les flux d’énergie et de quantité de mouvement des systèmes d’échelle synoptique (flèches ; voir l’échelle sous la figure en m²/s²) à 300 hPa (15 km d’altitude environ) pour les mois de novembre à mars entre 1957 et 2002 (ré-analyse ERA-40).

Les vecteurs E orientés vers l’équateur indiquent que les tourbillons composant les ondes de Rossby synoptiques sont étirés dans la direction sud-ouest/nord-est, les vecteurs E zonaux indiquent que les tourbillons sont étirés dans la direction nord/sud et les vecteurs E orientés vers le pôle indiquent que les tourbillons sont étirés dans la direction nord-ouest/sud-est. La couleur des vecteurs indique que leur orientation vers l’équateur (en rouge) ou le pôle (en bleu) est significative, avec un seuil de confiance de 70 %.