Oscillation nord-atlantique - North Atlantic oscillation

Pour le groupe de rock, voir North Atlantic Oscillation (band) .
À ne pas confondre avec l'oscillation multidécennale atlantique .

Comparaison des indices Nao.jpg

L' oscillation nord-atlantique ( NAO ) est un phénomène météorologique au-dessus de l'océan Atlantique nord, caractérisé par des fluctuations de la différence de pression atmosphérique au niveau de la mer (SLP) entre la dépression islandaise et l' anticyclone des Açores . Grâce aux fluctuations de la force de la dépression islandaise et de l'anticyclone des Açores, il contrôle la force et la direction des vents d' ouest et l'emplacement des trajectoires des tempêtes à travers l'Atlantique Nord.

Le NAO a été découvert grâce à plusieurs études à la fin du XIXe et au début du XXe siècle. Contrairement au phénomène El Niño-oscillation australe dans l'océan Pacifique, le NAO est un mode largement atmosphérique. C'est l'une des manifestations les plus importantes des fluctuations climatiques dans l'Atlantique Nord et les climats humides environnants.

L'oscillation nord-atlantique est étroitement liée à l' oscillation arctique (AO) (ou Northern Annular Mode (NAM)), mais ne doit pas être confondue avec l' oscillation atlantique multidécennale (AMO).

Définition

Le NAO a plusieurs définitions possibles. Les plus simples à comprendre sont celles basées sur la mesure de la différence de pression atmosphérique moyenne saisonnière entre les stations, telles que :

Ces définitions ont toutes en commun le même point nord (car c'est la seule station de la région avec un long record) en Islande ; et divers points méridionaux. Tous tentent de capturer le même schéma de variation, en choisissant des stations dans "l'œil" des deux zones de pression stables, l' anticyclone des Açores et la dépression islandaise (illustrés dans le graphique).

Une définition plus complexe, uniquement possible avec des enregistrements modernes plus complets générés par la prévision météorologique numérique , est basée sur la principale fonction orthogonale empirique (EOF) de la pression de surface. Cette définition a un degré élevé de corrélation avec la définition basée sur la station. Cela conduit ensuite à un débat sur la question de savoir si le NAO est distinct de l'AO/NAM, et sinon, lequel des deux doit être considéré comme l'expression la plus physique de la structure atmosphérique (par opposition à celle qui ressort le plus clairement d'expression mathématique).

La description

Indice hivernal du NAO basé sur la différence de pression au niveau de la mer normalisée (SLP) entre Lisbonne , Portugal et Stykkishólmur / Reykjavík , Islande depuis 1864, avec un lissage de loess (noir)

Les vents d'ouest soufflant à travers l'Atlantique apportent de l'air humide en Europe. Les années où les vents d'ouest sont forts, les étés sont frais, les hivers doux et les pluies fréquentes. Si les vents d'ouest sont supprimés, la température est plus extrême en été et en hiver, entraînant des vagues de chaleur , des gels profonds et des précipitations réduites.

Un système dépressionnaire permanent sur l' Islande (la dépression islandaise ) et un système anticyclonique permanent sur les Açores (l' anticyclone des Açores ) contrôlent la direction et la force des vents d'ouest en Europe. Les forces et les positions relatives de ces systèmes varient d'une année à l'autre et cette variation est connue sous le nom de NAO. Une grande différence de pression aux deux stations (une année à indice élevé, notée NAO+) entraîne une augmentation des vents d'ouest et, par conséquent, des étés frais et des hivers doux et humides en Europe centrale et sa façade atlantique. En revanche, si l'indice est faible (NAO-), les vents d'ouest sont supprimés, les régions du nord de l'Europe subissent des hivers froids et secs et les tempêtes se dirigent vers le sud en direction de la mer Méditerranée . Cela entraîne une augmentation des tempêtes et des précipitations dans le sud de l'Europe et en Afrique du Nord.

Surtout pendant les mois de novembre à avril, la NAO est responsable d'une grande partie de la variabilité des conditions météorologiques dans la région de l'Atlantique Nord, affectant les changements de vitesse et de direction du vent, les changements de température et de répartition de l'humidité et l'intensité, le nombre et la trajectoire des tempêtes. La recherche suggère maintenant que la NAO peut être plus prévisible qu'on ne le supposait auparavant et que des prévisions hivernales habiles pourraient être possibles pour la NAO.

Il existe un débat sur l'impact de la NAO sur les conditions météorologiques à court terme en Amérique du Nord. Alors que la plupart s'accordent à dire que l'impact de la NAO est bien moindre sur les États-Unis que sur l'Europe occidentale, on pense également que la NAO affecte les conditions météorologiques dans une grande partie des régions centrales et orientales supérieures de l'Amérique du Nord. Pendant l'hiver, lorsque l'indice est élevé (NAO+), l'anticyclone des Açores dessine une circulation sud-ouest plus forte sur la moitié est du continent nord-américain qui empêche l'air arctique de plonger vers le sud (vers les États-Unis au sud du 40e de latitude). En combinaison avec El Niño, cet effet peut produire des hivers considérablement plus chauds dans le haut Midwest et la Nouvelle-Angleterre , mais l'impact au sud de ces zones est discutable. Inversement, lorsque l'indice NAO est faible (NAO-), les parties centrale supérieure et nord-est des États-Unis peuvent subir des épidémies de froid hivernal plus que la norme avec de fortes tempêtes de neige associées. En été, on pense qu'une forte NAO- contribue à un courant-jet affaibli qui attire normalement les systèmes zonaux dans le bassin Atlantique, contribuant de manière significative à des vagues de chaleur excessivement durables sur l'Europe, cependant, des études récentes ne montrent pas la preuve de ces associations.

Des études plus récentes ont montré que les composants (force des centres de pression et emplacements) de la NAO sont plus puissants pour étudier les relations avec la variabilité climatique saisonnière et sous-saisonnière en Europe, en Amérique du Nord et dans la région méditerranéenne.

Effets sur le niveau de la mer de l'Atlantique Nord

Sous un indice NAO positif (NAO+), la réduction régionale de la pression atmosphérique entraîne une élévation régionale du niveau de la mer en raison de « l'effet baromètre inverse ». Cet effet est important à la fois pour l'interprétation des enregistrements historiques du niveau de la mer et pour les prévisions des tendances futures du niveau de la mer, car les fluctuations de pression moyenne de l'ordre du millibar peuvent entraîner des fluctuations du niveau de la mer de l'ordre du centimètre.

Les ouragans de l'Atlantique Nord

Voir aussi: Saisons des ouragans de l'Atlantique avant 1600

En contrôlant la position de l'anticyclone des Açores, la NAO influence également la direction des trajectoires générales des tempêtes pour les grands cyclones tropicaux de l'Atlantique Nord : une position de l'anticyclone des Açores plus au sud a tendance à forcer les tempêtes dans le golfe du Mexique , alors qu'une position au nord leur permet de suivre la côte atlantique nord-américaine.

Comme l' ont montré les recherches paléotempestologiques , peu d' ouragans majeurs ont frappé la côte du Golfe entre 3000 et 1400 av. Ces intervalles de repos ont été séparés par une période d'hyperactivité entre 1400 av.

Effets écologiques

Jusqu'à récemment, la NAO était dans un régime globalement plus positif depuis la fin des années 1970, apportant des conditions plus froides dans l'Atlantique du Nord-Ouest, ce qui a été lié aux populations florissantes de crabes des neiges de la mer du Labrador , qui ont un optimum de basse température.

Le réchauffement NAO+ de la mer du Nord réduit la survie des larves de morue qui sont aux limites supérieures de leur tolérance de température, tout comme le refroidissement de la mer du Labrador, où les larves de morue sont à leurs limites inférieures de température. Même s'il n'est pas le facteur critique, le pic de la NAO+ au début des années 1990 a peut-être contribué à l' effondrement de la pêche à la morue à Terre-Neuve .

Sur la côte est des États-Unis, un NAO+ provoque des températures plus chaudes et une augmentation des précipitations, et donc des eaux de surface plus chaudes et moins salines . Cela empêche l' upwelling riche en nutriments qui a réduit la productivité. Le banc Georges et le golfe du Maine sont touchés par cette réduction des prises de morue.

La force de la NAO est également un facteur déterminant dans les fluctuations de population des moutons Soay intensivement étudiés .

Curieusement, Jonas et Joern (2007) ont trouvé un signal fort entre la NAO et la composition des espèces de sauterelles dans les prairies d'herbes hautes du Midwest des États-Unis. Ils ont constaté que, même si NAO ne modifie pas de manière significative le temps dans le centre - ouest, il y a eu une augmentation significative de l'abondance des espèces de sauterelles communes (c. -à- Hypochlora alba, Hesperotettix spp., Phoetaliotes nebrascensis, M. scudderi, M. keeleri et Pseudopomala brachyptera ) après les hivers pendant la phase positive de la NAO et une augmentation significative de l'abondance des espèces moins communes (c.-à-d. Campylacantha olivacea, Melanoplus sanguinipes, Mermiria picta, Melanoplus packardii et Boopedon gracile ) après les hivers pendant une phase négative de la NAO. On pense qu'il s'agit de la première étude montrant un lien entre la NAO et les insectes terrestres en Amérique du Nord.

Hiver 2009-10 en Europe

L' hiver 2009-10 en Europe a été exceptionnellement froid. Il est supposé que cela peut être dû à une combinaison d'une faible activité solaire, d'une phase chaude de l'oscillation australe El Niño et d'une forte phase à l'est de l'oscillation quasi-biennale se produisant simultanément. Le Met Office a rapporté que le Royaume-Uni, par exemple, avait connu son hiver le plus froid depuis 30 ans. Cela a coïncidé avec une phase exceptionnellement négative de la NAO. Une analyse publiée à la mi-2010 a confirmé que l' événement simultané « El Niño » et l'occurrence rare d'un NAO extrêmement négatif étaient impliqués, ceci est devenu connu sous le nom d'« El Niño hybride ».

Cependant, au cours de l' hiver 2010-11 en Europe du Nord et de l'Ouest , la dépression islandaise , généralement située à l'ouest de l'Islande et à l'est du Groenland, est apparue régulièrement à l'est de l'Islande et a ainsi permis à un air exceptionnellement froid d'entrer en Europe en provenance de l'Arctique. Une forte zone de haute pression était initialement située au-dessus du Groenland , inversant la configuration normale des vents dans le nord-ouest de l'Atlantique, créant une configuration bloquante entraînant de l'air chaud dans le nord-est du Canada et de l'air froid dans l'Europe de l'Ouest, comme ce fut le cas l'hiver précédent. Cela s'est produit pendant une saison La Niña et est lié à la rare anomalie du dipôle arctique .

Dans la partie nord-ouest de l'Atlantique, ces deux hivers ont été doux, en particulier 2009-2010, qui a été le plus chaud enregistré au Canada. L'hiver 2010-2011 a été particulièrement au-dessus de la normale dans les régions arctiques du nord de ce pays.

La probabilité d'hivers froids avec beaucoup de neige en Europe centrale augmente lorsque l'Arctique est recouvert de moins de glace de mer en été. Les scientifiques de l'unité de recherche Potsdam de l'institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine de l'association Helmholtz ont décrypté un mécanisme dans lequel une couverture de glace de mer estivale qui rétrécit modifie les zones de pression atmosphérique dans l'atmosphère arctique et les effets sur les conditions hivernales européennes.

S'il y a une fonte particulièrement importante de la banquise arctique en été, comme cela a été observé ces dernières années, deux effets importants sont intensifiés. Premièrement, le retrait de la surface de la glace claire révèle l'océan plus sombre, l'amenant à se réchauffer davantage en été à cause du rayonnement solaire ( mécanisme de rétroaction glace-albédo ). Deuxièmement, la diminution de la couverture de glace ne peut plus empêcher la chaleur stockée dans l'océan d'être libérée dans l'atmosphère ( effet couvercle ). En raison de la diminution de la couverture de glace de mer, l'air est plus réchauffé qu'auparavant, en particulier en automne et en hiver, car pendant cette période, l'océan est plus chaud que l'atmosphère.

Le réchauffement de l'air près du sol entraîne des mouvements ascendants et l'atmosphère devient moins stable. L'un de ces modèles est la différence de pression atmosphérique entre l'Arctique et les latitudes moyennes : ce qu'on appelle l'oscillation arctique avec les anticyclones des Açores et les dépressions islandaises connues d'après les bulletins météorologiques. Si cette différence est élevée, il en résultera un fort vent d'ouest qui transporte en hiver des masses d'air atlantique chaud et humide jusqu'en Europe. Dans la phase négative où les différences de pression sont faibles, l'air froid arctique peut alors facilement pénétrer vers le sud à travers l'Europe sans être interrompu par les habituels vents d'ouest, comme cela a été le cas fréquemment au cours des trois derniers hivers. Les calculs du modèle montrent que la différence de pression atmosphérique avec la diminution de la couverture de glace de mer pendant l'été arctique est affaiblie l'hiver suivant, permettant au froid arctique de descendre jusqu'aux latitudes moyennes.

Hiver 2015-16 en Europe

Malgré l'un des El Niño les plus forts jamais enregistrés dans l'océan Pacifique, une oscillation nord-atlantique largement positive a prévalu sur l'Europe au cours de l'hiver 2015-2016. Par exemple, Cumbria en Angleterre a enregistré l'un des mois les plus humides jamais enregistrés. Pendant ce temps, les îles maltaises en Méditerranée ont enregistré l'une des années les plus sèches jamais enregistrées jusqu'à début mars, la moyenne nationale de l'île n'étant que de 235 mm à ce jour, certaines zones enregistrant même moins de 200 mm.

Voir également

Les références

Liens externes