Le mécanisme d'horlogerie du climat : comment une nouvelle mathématique capture les rythmes saisonniers ✛ ✎

Chaque hiver, l'océan Pacifique se réchauffe légèrement au large du Pérou, et chaque été, il se refroidit. Ce rythme est dicté par les engrenages de la machine climatique, mais certains tournent vite, d'autres lentement, et d'autres encore accélèrent ou s'arrêtent. Les modèles linéaires inverses ont aidé pendant des décennies à discerner ces engrenages dans les données, mais ils étaient aveugles aux changements saisonniers. Ce nouveau travail ajoute un calendrier au mécanisme d'horlogerie.

Auparavant, le modèle supposait que le système climatique se comportait de la même manière chaque mois. Mais El Niño gagne en force au printemps et à l'automne, et s'affaiblit en hiver. Les scientifiques ont étudié les fondements mathématiques du modèle qui tient compte de cette périodicité. Ils l'ont décomposé en deux variantes, comme un horloger démonte un mécanisme en deux ensembles : l'un responsable de la rotation régulière des aiguilles, l'autre des chocs aléatoires qui perturbent le mouvement.

Les expériences numériques sur des données synthétiques ont montré que e-CS-LIM correspond presque parfaitement à la réalité, tandis que l'ancien modèle décale la phase d'environ 0.05 période, comme si les relevés de juin étaient attribués au début de juillet. Pour l'indice réel Niño 3.4, le modèle a révélé que la dynamique varie selon une sinusoïde et que la force des chocs aléatoires présente deux pics, au printemps et à l'automne. Cela explique pourquoi El Niño naît plus souvent durant ces saisons.

Désormais, les chercheurs peuvent choisir l'outil adapté à leur tâche : e-CS-LIM pour une description précise du mouvement, l-CS-LIM pour estimer les impacts aléatoires. Auparavant, on ne savait pas comment séparer correctement ces contributions dans les données saisonnières. Maintenant, le mécanisme d'horlogerie du climat peut non seulement être écouté, mais aussi démonté vis par vis, en sachant quelle vis fait quoi.