M2 Variabilité décennale et multidécennale

Topique

La variabilité décennale et multidécennale du système climatique s'organise en modes de basse fréquence qui modulent les conditions climatiques moyennes sur des décennies entières, contrairement à l'oscillation australe El Niño (ENSO), qui module ces mêmes conditions climatiques moyennes selon des cycles de quelques années seulement. Les modes de basse fréquence les plus importants de cette variabilité décennale et multidécennale sont l'oscillation décennale du Pacifique (PDO), dont la période dominante se situe entre vingt et trente ans, et l'oscillation multidécennale de l'Atlantique (AMOO), dont la période se situe entre soixante et quatre-vingts ans. Contrairement à l'oscillation australe El Niño, qui est un oscillateur bien défini et couplé, ces modes de basse fréquence ne sont pas de simples oscillateurs internes bien définis, mais plutôt des schémas de variabilité qui émergent de l'interaction entre l'océan profond et l'atmosphère, et qui sont potentiellement modulés par des forçages externes, tels que le forçage volcanique, le forçage solaire ou les aérosols.

Les modes basse fréquence les plus importants de cette variabilité décennale et multidécennale sont l'oscillation décennale du Pacifique (ODP), dont la période dominante se situe entre vingt et trente ans, et l'oscillation multidécennale de l'Atlantique (OMA), dont la période se situe entre soixante et quatre-vingts ans. L'ODP peut être considérée comme le mode dominant de variabilité de la température de surface de la mer dans le Pacifique Nord extratropical et résulte physiquement de deux mécanismes distincts. Le premier mécanisme est l'intégration stochastique : la surface de l'océan Pacifique Nord intègre, comme si elle effectuait une moyenne temporelle, le forçage atmosphérique haute fréquence qu'elle reçoit quotidiennement, à l'instar d'un volant d'inertie qui absorbe des impulsions rapides et aléatoires et les convertit en un mouvement beaucoup plus lent et régulier. Cette intégration stochastique, à elle seule, produit une variabilité de la température de surface de la mer dans laquelle les fluctuations lentes et basse fréquence possèdent beaucoup plus d'énergie que les fluctuations rapides et haute fréquence – un phénomène connu sous le nom de bruit rouge – sans que l'ODP ait besoin d'un oscillateur interne pour produire cette variabilité basse fréquence.

Le second mécanisme à l'origine de l'Oscillation décennale du Pacifique (PDO) est une rétroaction océan-atmosphère à basse fréquence, induite par le gyre subtropical du Pacifique Nord et des modes océaniques lents se déplaçant vers l'ouest. Ces modes sont similaires à ceux qui redistribuent la thermocline lors de l'oscillation australe El Niño (ENSO), mais opèrent sur une échelle de temps beaucoup plus lente. Ces rétroactions océan-atmosphère à basse fréquence s'ajoutent à l'intégration stochastique décrite précédemment et, ensemble, elles complètent la configuration spatiale et temporelle de la PDO.

L'Oscillation multidécennale de l'Atlantique (AMO) est associée à des variations multidécennales de l'intensité de la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC), la même circulation qui transporte la chaleur vers l'Atlantique Nord : une AMOC plus forte réchauffe l'Atlantique Nord, tandis qu'une AMOC plus faible le refroidit. Ce réchauffement ou refroidissement de l'Atlantique Nord, induit par l'Oscillation multidécennale atlantique (AMO), a des répercussions à l'échelle mondiale : il module les précipitations au Sahel, l'activité cyclonique dans l'Atlantique, les moussons asiatiques et les températures arctiques.

Les projections futures suggèrent que la Circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC) s'affaiblira sous l'effet du réchauffement anthropique, ce qui pourrait modifier profondément l'AMO et les répercussions mondiales qu'elle engendre. Distinguer, au sein de l'AMO observée, la part attribuable à sa variabilité interne de celle attribuable à une réponse induite par les aérosols ou les gaz à effet de serre constitue un enjeu majeur de l'attribution climatique – un enjeu similaire à celui qui, dans le cadre de l'Oscillation décennale du Pacifique décrite précédemment, permet de distinguer la variabilité interne de basse fréquence du forçage externe potentiel mentionné au début de cette description.

ID:799