METRO

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Modulation d’ENSO par la variabilité intrasaisonnière dans le Pacifique tropical et impact du changement climatique

Alors même que de nombreuses études suggèrent un rôle important de la variabilité atmosphérique intrasaisonnière (ISO) dans le déclenchement et le développement d’El Niño, la prévision de ce phénomène à l’aide de modèles couplés de circulation générale (CGCMs) reste limitée en raison de la grande diversité de représentation par les modèles de cette variabilité et de son impact sur l’ENSO (El Niño-Oscillation Australe). Dans ce contexte, le projet METRO vise à examiner en détail l’influence de l’ISO du vent et des flux air-mer sur la prévisibilité de l’ENSO.

Coordinateur Eric GUILYARDI (LOCEAN/IPSL)
Correspondant CNRM-GAME Sophie BELAMARI (GMGEC/MEMO)
Équipes CNRM-GAME CNRM-GAME/GMGEC/MEMO,
CNRM-GAME/GMGEC/ASTER
Site Internet du projet (METRO)
Type ANR Blanc
Début 01/01/2011
Durée 36 + 6

 Objectifs

L’objectif général de ce projet est d’étudier l’influence de la variabilité intrasaisonnière du vent et des flux de chaleur sur la prévisibilité du système couplé océan-atmosphère dans le Pacifique tropical.

Le premier objectif consiste à décrire les propriétés de l’ISO des flux océan-atmosphère, à la fois dans les observations et dans les modèles disponibles.

Un deuxième objectif est d’examiner comment des variations de l’état moyen de l’océan Pacifique tropical influencent la réponse du système couplé à la variabilité intrasaisonnière atmosphérique.

Le dernier objectif est d’étudier plus particulièrement comment des changements dans l’état moyen du système couplé océan-atmosphère induits par le changement climatique (conformément aux résultats obtenus dans les scénarios du GIEC) peuvent affecter la variabilité ISO et son impact sur le phénomène ENSO.

 Apports du CNRM-GAME

La contribution du CNRM-GAME consiste à réaliser des expériences dédiées utilisant le modèle couplé CNRM-CM5, à savoir une expérience de référence et une expérience jumelle dans laquelle la formulation ECUME (Belamari et Pirani 2007) utilisée pour le calcul des flux turbulents océan-atmosphère est remplacé par la formulation COARE 3.0 (Fairall et al 2003)

Le CNRM-GAME contribue également à l’analyse et à la quantification de la variabilité ISO atmosphérique simulée et de la sensibilité de la réponse du modèle couplé à un tel changement de paramétrisation.

En retour, le CNRM-GAME bénéficiera des diagnostiques spécifiques élaborés pour évaluer les caractéristiques de la variabilité ISO en lien avec l’ENSO.
Le projet METRO pourrait également permettre au CNRM-GAME de disposer d’informations sur l’origine des biais affectant l’ENSO dans les simulations CNRM-CM5, s’il est démontré au cours de ce projet que des erreurs dans la représentation de l’ISO peuvent expliquer une partie de la diversité et des biais des modèles couplés.

 Description du projet

Le projet METRO vise à répondre aux questions scientifiques suivantes :

Q1 : Quelles sont les caractéristiques de la variabilité ISO dans le Pacifique équatorial Ouest et Est, dans les ob(METRO)servations et dans les simulations couplées, et quel est l’impact de cette variabilité sur le système couplé (amplification / amortissement de l’ENSO) ?

Q2 : Dans quelle mesure cette variabilité peut-elle contribuer à la diversité des ENSO simulés à l’heure actuelle ?

Q3 : Dans quelle mesure l’état initial du système couplé océan-atmosphère (la phase de l’ENSO, la structure de la warmpool, ...) contrôle-t-il les caractéristiques de la variabilité intrasaisonnière observée et simulée ?

Q4 : Comment l’état initial influence-t-il la réponse du Pacifique tropical à la variabilité ISO du vent dans le Pacifique Ouest ?

Q5 : Dans quelle mesure la variabilité ISO est-elle prévisible ? (pourrait contribuer à améliorer la prévisibilité de l’ENSO)

Q6 : Quels impacts du changement climatique pouvons nous anticiper de ces relations ?

Pour répondre aux 6 questions scientifiques ci-dessus, le projet est organisé en trois tâches principales :

Tâche 1. Caractérisation de la variabilité ISO atmosphérique (tension de vent, flux de chaleur) et océanique (ondes océaniques de Kelvin, courants et température de surface de l’océan) et de ses liens avec l’ENSO, à la fois dans les observations et dans les simulations couplées (nécessite la définition d’indicateurs dédiés basés sur les processus)

Tâche 2. Compréhension des mécanismes physiques impliqués dans la relation ISO / ENSO dans les modèles couplés.

Tâche 3. Analyse de la performance des modèles couplés à l’aide des indicateurs de la Tâche 1 et évaluation de l’impact du changement climatique.

 Livrables ou résultats attendus

Les livrables de ce projet sont :

D1.1 Rapport sur les caractéristiques de la variabilité ISO dans le Pacifique Ouest et Est et ses liens avec l’ENSO à partir de produits d’observation récents (LOCEAN, M18)

D1.2 Rapport sur les caractéristiques de la variabilité ISO dans le Pacifique Ouest et Est et ses liens avec l’ENSO dans les modèles couplés (LOCEAN, M18)

D1.3 Définition d’indicateurs pour caractériser la relation ISO / ENSO (LOCEAN, M24)

D2.1 Rapport sur la sensibilité de la réponse couplée à la variabilité ISO des flux dans les modèles (LOCEAN, M36)

D2.2 Rapport sur la sensibilité de la réponse couplée à un changement de formulation bulk pour le calcul des flux turbulents océan-atmosphère (CNRM-GAME, M36)

D3.1 Rapport sur la caractérisation de la variabilité ISO et ses liens avec l’ENSO dans les modèles de CMIP5 (LOCEAN, M36)

D3.2 Rapport sur l’impact du changement climatique sur la relation ISO / ENSO (LOCEAN, M36)

 Partenaires

Consortium de 3 partenaires :

1. IPSL/LOCEAN

2. CNRM-GAME

3. LEGOS