Le moteur de la variabilité climatique mondiale : comprendre l'ENSO

L'oscillation du sud d'El Niño (ENSO) est le phénomène climatique le plus puissant et le plus influent d'une année à l'autre sur Terre. Originaire des interactions entre l'océan et l'atmosphère dans le Pacifique tropical, l'ENSO modifie profondément la circulation atmosphérique mondiale, les courants océaniques et les conditions météorologiques. Ce cycle naturel oscille entre trois phases : la phase chaude (El Niño), la phase froide (La Niña) et un état neutre.

L'État neutre et la circulation des Walker

Pour comprendre El Niño et La Niña, il est essentiel de comprendre d'abord le climat tropical typique du Pacifique dans des conditions neutres.Dans des circonstances normales, de forts alizés de l'est soufflent des Amériques vers l'Asie et l'Australie, poussant les eaux de surface chaudes vers l'ouest et provoquant une augmentation de la quantité d'eau chaude dans le Pacifique occidental près de l'Indonésie et du nord de l'Australie. Cela crée une réserve d'eau chaude profonde qui alimente une convection intense et de fortes précipitations dans cette région.

Cet équilibre maintient des conditions météorologiques relativement stables dans le Pacifique et influence les climats régionaux dans le monde entier. La circulation de Walker joue également un rôle clé dans la modulation de la formation de cyclones tropicaux et l'apparition de moussons saisonnières dans de nombreuses régions du monde.

El Niño : La phase chaude

Lors d'un événement El Niño, les alizés s'affaiblissent, parfois même inversent la direction. Cet affaiblissement permet à la réserve d'eau chaude du Pacifique occidental de se déplacer vers l'est, en répandant les températures anormalement chaudes de la surface de la mer dans le Pacifique tropical central et oriental. Le déplacement de la chaleur océanique provoque la migration vers l'est du centre de convection et de fortes précipitations vers l'est vers la ligne de date internationale ou même la côte sud de l'Amérique, perturbant la circulation habituelle de Walker.

Ces changements de la circulation atmosphérique se produisent généralement tous les 2 à 7 ans, mais leur intensité et leurs impacts varient considérablement. L'altération du débit atmosphérique affaiblit les alizés et supprime le gonflement des eaux froides le long de l'Amérique du Sud, ce qui a des effets profonds sur les écosystèmes marins, les pêches et les conditions météorologiques côtières.

La Niña : la phase froide

La Niña représente la phase opposée de l'ENSO. Pendant la Niña, les alizés se renforcent au-delà des niveaux typiques, poussant encore plus d'eau chaude vers le Pacifique occidental. Cela intensifie le rehaussement de l'eau froide et riche en nutriments le long de la côte sud-américaine, ce qui entraîne des températures de surface plus froides que la moyenne dans le Pacifique central et est. La circulation de Walker s'intensifie en conséquence, avec des mouvements et convections plus forts au-dessus du Pacifique occidental et un enfoncement plus prononcé de l'air au-dessus de l'est.

Les épisodes de La Niña durent souvent plus longtemps que les événements d'El Niño, parfois pendant deux à trois ans. Les vents de circulation plus forts que d'habitude et la circulation de Walker ont une influence significative sur les modèles météorologiques mondiaux, produisant souvent des impacts opposés à ceux d'El Niño. Par exemple, La Niña apporte généralement des conditions plus humides à certaines régions tropicales tout en causant la sécheresse dans d'autres.

Façonner la saison des ouragans: ENSO et Cyclones tropicaux

L'ENSO est un moteur essentiel de l'activité saisonnière des cyclones tropicaux dans plusieurs bassins océaniques. Son influence est principalement exercée par des changements dans le cisaillement vertical du vent – la différence de vitesse et de direction du vent entre l'atmosphère inférieure et la haute atmosphère – et des modifications aux courants de direction à grande échelle.

Le bassin atlantique : la connexion La Niña

Pendant les années El Niño, le réchauffement de l'est du Pacifique renforce le jet subtropical dans les Caraïbes et l'Atlantique tropical. Ce jet produit de forts vents de niveau supérieur ouest qui augmentent le cisaillement vertical du vent, un environnement hostile pour le développement des cyclones tropicaux. Le cisaillement accru perturbe la structure verticale de la tempête et affaiblit ou empêche l'intensification, entraînant moins de tempêtes, d'ouragans et d'ouragans majeurs dans le bassin atlantique.

Les vents de l'est du Pacifique se renforcent et affaiblissent les ouragans de haut niveau de l'Atlantique. De plus, La Niña est souvent liée à un système de haute pression plus faible aux Açores et à une mousson ouest-africaine plus active, qui produit des vagues africaines plus importantes, des précurseurs clés des ouragans de l'Atlantique. Ces facteurs combinés entraînent généralement des saisons hyperactives des ouragans de l'Atlantique, avec un nombre accru de tempêtes, d'ouragans et de grands ouragans, ainsi qu'un risque accru de chutes de terres le long des Caraïbes, du golfe du Mexique et de la côte est des États-Unis. Les saisons actives de La Niña sont notamment 2020, 2010 et 1998.

La compréhension de cette connexion permet aux gestionnaires des urgences et aux collectivités côtières de mieux se préparer aux saisons dévastatrices des ouragans pendant les années La Niña, y compris une meilleure préparation aux ondes de tempête, aux inondations et aux dommages causés par le vent.

Le bassin du Pacifique : la connexion El Niño

Dans le bassin est et central du Pacifique, l'influence de l'ENSO sur l'activité des cyclones tropicaux est presque inverse de son effet sur l'Atlantique. Lors des événements d'El Niño, des températures plus chaudes de la surface de la mer et une réduction du cisaillement vertical du vent créent des conditions exceptionnellement favorables pour la formation et l'intensification des ouragans.

Pendant la Niña, l'est du Pacifique connaît des eaux plus froides et un cisaillement du vent accru, ce qui supprime l'activité des cyclones tropicaux.

Typhoons dans le Pacifique occidental

Le Pacifique occidental, le bassin le plus actif et le plus intense du monde, est plus complexe que les phases de l'ENSO. Pendant les années El Niño, les typhons ont tendance à se former plus à l'est que d'habitude, souvent près des Îles Marshall ou du Pacifique central. Ce déplacement vers l'est signifie que les tempêtes ont une plus longue trajectoire sur l'eau chaude, ce qui augmente leur possibilité d'intensifier leur activité en super typhons puissants.

En revanche, pendant la Niña, la genèse du typhon se déplace vers l'ouest vers les Philippines et l'Asie du Sud-Est, ce qui entraîne des chutes de terres plus fréquentes aux Philippines, à Taïwan et dans certaines parties de l'Asie du Sud-Est continentale, ce qui accroît les risques pour les populations et les infrastructures dans ces régions vulnérables.

La gestion des pluies : ENSO et les moussons mondiales

Les moussons sont des systèmes éoliens saisonniers à grande échelle caractérisés par un renversement des vents dominants et une saison humide et sèche marquée. ENSO est un modulateur dominant de la force de la mousson et de la répartition des précipitations, en particulier dans toute l'Asie, l'Australie et certaines régions des Amériques.

La mousson d'été indienne

La mousson d'été indienne est le noyau vital de l'Asie du Sud, fournissant plus de 70% des précipitations annuelles de la région et soutenant l'agriculture, les ressources en eau et les écosystèmes pour des centaines de millions de personnes. Il existe une corrélation inverse solide entre l'ENSO et la force de la mousson indienne. Les événements d'El Niño tendent à supprimer la mousson en déplaçant la convection tropicale vers l'est, ce qui modifie les modes de circulation à grande échelle et réduit le transport d'humidité de l'océan Indien vers le sous-continent.

En renforçant le contraste de température entre la masse continentale chaude de l'Asie et les océans environnants, La Niña renforce le système de basse pression sur l'Asie continentale, intensifiant les vents de mousson et l'afflux d'humidité, ce qui entraîne généralement des précipitations supérieures à la moyenne, provoquant parfois des inondations généralisées. L'interaction entre l'ENSO et d'autres modes climatiques tels que le Dipole de l'océan Indien (IOD) peut soit amplifier ou atténuer ces impacts, ce qui rend la prévision saisonnière un effort complexe mais vital pour les planificateurs régionaux.

La mousson australienne

Pendant les phases El Niño, la circulation de la mousson s'affaiblit, entraînant une diminution des précipitations et un début tardif de la saison humide. Cela se traduit par des conditions plus chaudes et plus sèches dans le nord de l'Australie, augmentant le risque de sécheresse et de feux de brousse graves. La saison australienne des feux de brousse 2019-2020, l'une des pires jamais enregistrées, a été influencée en partie par la persistance des conditions El Niño et la sécheresse qui y est associée.

Les événements de La Niña, en revanche, renforcent la mousson australienne. L'apparition de la mousson plus précoce et plus forte entraîne de fortes précipitations et des inondations, en particulier dans le nord et l'est de l'Australie. Les températures de surface plus chaudes au nord fournissent une humidité abondante, alimentant une convection intense et une activité de cyclone tropical.

La mousson nord-américaine

La mousson d'Amérique du Nord affecte le sud-ouest des États-Unis et le nord-ouest du Mexique, fournissant des précipitations estivales critiques dans une région aride par ailleurs. L'ENSO influence ce système de mousson, bien que la relation soit plus variable par rapport à l'Asie et à l'Australie. El Niño années généralement promouvoir l'activité de mousson accrue, conduisant à des étés plus humides et une fréquence accrue d'orages et d'inondations éclairs.

Pendant La Niña, la mousson s'affaiblit souvent, ce qui entraîne des conditions plus sèches que la moyenne qui exacerbent le stress de la sécheresse, ce qui a des conséquences importantes sur les ressources en eau, les feux de forêt et l'agriculture dans les États du Sud-Ouest américain et du Mexique voisin.

Impacts régionaux sur le Globe

Amériques

En Amérique du Nord, les hivers El Niño entraînent généralement un déplacement du courant de jet vers le sud, ce qui entraîne des conditions plus humides que la moyenne dans le sud des États-Unis et en Californie, tandis que le nord des États-Unis et le Canada connaissent des conditions plus douces et plus sèches.

En Amérique du Sud, El Niño provoque souvent des inondations dévastatrices le long des côtes de l'Équateur et du Pérou en raison de la chaleur des eaux océaniques et de la convection accrue. Parallèlement, il peut provoquer des conditions de sécheresse dans le bassin amazonien et dans certaines parties de la Colombie en supprimant les précipitations.

Asie et Océanie

En dehors des impacts de la mousson, l'ENSO provoque une variabilité climatique extrême en Asie et en Océanie. El Niño entraîne souvent une sécheresse sévère, des vagues de chaleur et une brume généralisée des incendies de forêt en Indonésie et en Asie du Sud-Est. Ces incendies libèrent des émissions massives de carbone et causent de graves problèmes de qualité de l'air et de santé.

En Afrique orientale, les impacts de l'ENSO sont quelque peu inversés par rapport à l'Asie. Les événements d'El Niño entraînent souvent des précipitations et des inondations supérieures à la moyenne, tandis que La Niña est généralement associée à des conditions plus sèches et à la sécheresse, ce qui affecte l'agriculture, la sécurité alimentaire et les ressources en eau dans la Corne de l'Afrique et dans les régions avoisinantes.

ENSO dans un climat chaud

Bien que les modèles climatiques varient dans leurs projections quant à savoir si les événements d'El Niño ou de La Niña deviendront plus fréquents ou plus intenses, il est généralement admis que de nombreux impacts liés à l'ENSO sont amplifiés par le réchauffement climatique.

Intensification des Extrêmes Hydroclimatiques

Une atmosphère plus chaude retient plus d'humidité, intensifiant le cycle hydrologique, ce qui signifie que les épisodes humides associés à La Niña ou El Niño produisent des précipitations plus fortes et des inondations plus sévères. Inversement, les périodes sèches de la phase opposée subissent des sécheresses et des vagues de chaleur plus intenses en raison de l'évaporation accrue et de la réduction de l'humidité du sol.

Changements à l'intensité de l'ouragan

Bien que El Niño tende à supprimer le nombre global d'ouragans dans l'Atlantique, les tempêtes qui se forment sont de plus en plus susceptibles d'une intensification rapide en raison de températures de base plus chaudes et d'une augmentation de la teneur en chaleur des océans. La saison des ouragans de l'Atlantique, par exemple, a connu moins de tempêtes dans l'ensemble, mais plusieurs d'entre elles se sont rapidement renforcées en ouragans majeurs, soulignant le potentiel de destruction accru dans un monde de réchauffement.

Tirer parti des prévisions pour la résilience

Des progrès dans les sciences du climat ont permis de prédire les événements de l'ENSO de mois à un an à l'avance. Des agences comme le Centre de prévision climatique du Service météorologique national et le Bureau australien de météorologie surveillent en permanence les conditions océaniques et atmosphériques, en émettant régulièrement des perspectives et des avis de l'ENSO.

Ces prévisions jettent les bases des prévisions saisonnières des ouragans, des alertes de sécheresse, des plans de préparation aux inondations et des avis agricoles dans le monde entier. Lorsqu'une La Niña est prévue, les organismes de gestion des urgences du bassin atlantique et de l'Australie se préparent à des saisons d'ouragans et de moussons potentiellement actives, mobilisant des ressources et mettant à jour les plans d'urgence.

Les améliorations continues des prévisions de l'ENSO et l'intégration de ces prévisions dans les politiques et la planification sont essentielles pour réduire le coût humain et économique des phénomènes météorologiques extrêmes sous l'impulsion de l'ENSO.