La danse des bascules océaniques : comment El Niño et l'AMO orchestrent les ouragans ✛ ✎

Original: "El Nino Southern Oscillation and Atlantic Multidecadal Oscillation Impact on Hurricanes North Atlantic Basin"
· Suchit Basineni
arXiv:2410.05329 · 2024-10-05 · CC BY-NC-SA 4.0 · analyse indépendante · 4 min
Les phases chaudes de l'oscillation atlantique multidécennale renforcent les ouragans, tandis que La Niña augmente le nombre de ceux qui touchent terre.

Contexte

Ce travail se situe au croisement de deux rythmes océaniques : El Niño, qui donne le pouls du Pacifique, et l'oscillation atlantique multidécennale, qui module lentement la température de l'Atlantique Nord. Dans les archives voisines, on trouve des études consacrées à la prévision d'El Niño un an et demi à l'avance, à la pompe thermique de l'océan d'Encelade et à la limite du tapis roulant océanique. Toutes traitent, d'une manière ou d'une autre, de la respiration de l'océan et de ses répercussions dans l'atmosphère. Ce travail y ajoute une dimension concrète : comment ces deux balanciers influencent conjointement les ouragans qui frappent les côtes.

Méthodes

L'auteur a rassemblé les trajectoires de 483 cyclones tropicaux issues des archives IBTrACS, de 1950 à 2023, en se limitant aux tempêtes dépassant 64 nœuds. Pour chaque tempête, il a noté les coordonnées, la vitesse du vent et la pression à intervalles de trois heures. Ces données ont ensuite été confrontées à trois indices : l'indice océanique Niño (ONI) pour les phases d'El Niño, l'indice AMO tiré des données NOAA ERSSTv5, et la température mensuelle moyenne de surface de l'océan sur une grille de 2×2 degrés. Pour les températures futures, le modèle CMIP6 du Centre national de recherche atmosphérique a été utilisé, selon le scénario de fortes émissions SSP5-8.5.

Résultats

Les phases chaudes de l'AMO coïncident avec une augmentation du nombre d'ouragans : en moyenne 22,5 ouragans par décennie, contre 17 pendant les phases froides. L'énergie des cyclones, exprimée par l'indice ACE, était supérieure de 400 unités au cours des décennies chaudes, et dans les années 2000, elle a presque doublé par rapport aux années 1970. La Niña et les phases neutres produisent davantage d'ouragans qui touchent terre, avec des vitesses de vent maximales atteignant 165 et 170 nœuds respectivement, alors que sous El Niño, le plafond était de 155 nœuds. La hausse de la température de surface de l'océan dans l'Atlantique Nord progresse plus vite que ne le prévoient les modèles : les valeurs réelles de 2023 correspondent aux estimations modélisées pour 2040.

Implications

Les travaux voisins dans les archives étudient les oscillations océaniques comme des phénomènes distincts : la prévisibilité d'El Niño, la stabilité du tapis roulant, les flux de chaleur. Ici, trois facteurs sont réunis en une seule image et testés sur une longue série d'observations des ouragans. La différence tient au fait que ce travail ne se contente pas de constater un lien, il montre comment les phases de deux océans différents se combinent pour produire un risque saisonnier concret pour les côtes. C'est la première vérification de l'influence conjointe de l'AMO et de l'ENSO sur la fréquence et l'intensité des ouragans, avec des données allant jusqu'en 2023.

Développements futurs

Le sujet pourrait évoluer vers une distinction plus fine des contributions : quelle part revient au réchauffement local de l'Atlantique, et quelle part à l'influence lointaine du Pacifique via les ondes atmosphériques. Des modèles régionaux à haute résolution verront le jour, permettant d'évaluer le risque pour des portions spécifiques du littoral. Étant donné que les températures réelles dépassent les scénarios, il sera important de réviser les prévisions d'intensité des ouragans pour la fin du siècle.

Impact

Ces résultats sont importants pour la prévision saisonnière des ouragans, le secteur de l'assurance et la planification des infrastructures côtières.

Prochaines étapes

Intégrer à l'analyse les cyclones post-tropicaux qui conservent une force d'ouragan, et utiliser des données plus détaillées sur la température de surface de l'océan.

Problèmes ouverts clés

Ce travail aborde la question non résolue de l'interaction entre la variabilité climatique naturelle (ENSO, AMO) et le réchauffement d'origine humaine dans la formation des phénomènes météorologiques extrêmes. On ne sait toujours pas dans quelle mesure la hausse de la température de l'océan amplifie spécifiquement l'intensification rapide des ouragans, ni comment cela affectera la fréquence des arrivées à terre catastrophiques.

Le regard de la machine du savoir

Cette section s'adresse à l'auteur du travail et à ses collègues. Les travaux voisins ont été trouvés par une recherche sémantique dans notre archive, et non par correspondance de mots. Nous n'évaluons pas : nous montrons le champ autour.

Ce que fait ce travail

Ce travail relie le comportement des cyclones tropicaux dans l'Atlantique Nord aux phases d'El Niño, de l'oscillation atlantique multidécennale et à la température de surface de l'océan, en s'appuyant sur des données d'observation de 1950 à 2023. Il montre que les phases chaudes de l'AMO augmentent la fréquence et l'intensité des ouragans, tandis que La Niña favorise leur arrivée sur les terres. Il est noté que la hausse de la température de surface de l'océan devance les modèles climatiques, ce qui pourrait indiquer un renforcement futur des ouragans.

Où est sa force

La force de ce travail réside dans la combinaison de trois facteurs, à savoir l'AMO, l'ENSO et la température de surface de l'océan, en une vision unifiée du risque saisonnier d'ouragans. L'utilisation d'une longue série d'observations allant jusqu'en 2023 permet de discerner l'influence conjointe de ces deux oscillations océaniques sur la fréquence, l'intensité et l'arrivée à terre des cyclones.

Vers où avancer

  • Il pourrait être intéressant d'examiner comment la prévisibilité d'El Niño à un an et demi, décrite dans l'article voisin, pourrait être utilisée pour évaluer à l'avance le risque saisonnier d'ouragans dans l'Atlantique Nord.appui : El Niño se laisse prédire dix-huit mois à l'avance arXiv:2601.12251
  • Un article voisin traite de l'instabilité potentielle de la circulation océanique. Il serait intéressant de vérifier comment les changements dans la circulation méridienne de retournement atlantique pourraient moduler l'influence de l'AMO sur l'activité cyclonique.appui : Le tapis roulant océanique au bord du gouffre arXiv:2606.08623
  • L'archive contient une étude sur le quatrième ressort climatique qui pourrait être utile pour élargir l'ensemble des facteurs influençant les ouragans, par exemple en tenant compte de modes de variabilité supplémentaires.appui : Le quatrième ressort du climat arXiv:2602.10369

À essayer

  • Vérifier si l'inclusion de l'indice de prévisibilité d'El Niño issu de l'article 2601.12251 améliore le délai de prévision du nombre d'ouragans.
  • Comparer les anomalies de la circulation méridienne de retournement atlantique avec les phases de l'AMO et examiner comment cela affecte le lien avec les ouragans.
  • Envisager d'ajouter l'indice de l'article sur le quatrième ressort climatique au modèle statistique de l'activité cyclonique.

Entre 2020 et 2023, cinq ouragans majeurs de catégorie 3 ou plus ont frappé les États-Unis, alors que sur l'ensemble de la décennie précédente, il y en avait eu trois.

Dans le roman de Kim Stanley Robinson « Quarante signes de pluie », des climatologues tentent de prédire les changements brusques des courants océaniques et leurs effets sur la météo, une intrigue qui fait écho aux tentatives de relier les lentes oscillations de l'océan à l'activité des ouragans.

Chiffres clés

  • taille de la grille SST: 2°×2° (~222 km)
  • seuil de l'ouragan: 64 nœuds
  • hausse de l'AMO sur 1,5 an: 1,66 fois supérieure aux pics précédents
  • dommages moyens d'un ouragan aux États-Unis: 22,8 milliards de dollars
  • vitesse maximale du vent sous La Niña: 165 nœuds
Scientifiques
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
Notions
ENSO El Niño-Southern Oscillation Atlantic multidecadal oscillation El Niño index Multivariate ENSO Index TAO/TRITON moorings Jin-Timmermann model spring predictability barrier La Niña tropical cyclone ERSST NOAA CPC North Equatorial Countercurrent recharge oscillator model natural variability seasonal cycle equatorial wave propagation Westerly wind burst interannual variability Warm water volume