El Niño : pourquoi croyions-nous qu'il s'affaiblissait ? ✛

Original: "Is ENSO a damped or a self-sustained oscillation?"
· Elle Weeks, Eli Tziperman
arXiv:2504.05513 · 2025-04-07 · CC BY 4.0 · 2 min
La méthode utilisée pour évaluer la force d'El Niño montre toujours un affaiblissement, même lorsque le phénomène s'auto-entretient en réalité.

L'océan Pacifique sait « éternuer ». Tous les quelques années, l'eau chaude s'étend des côtes indonésiennes vers l'Amérique du Sud, provoquant ici des inondations, là des sécheresses. Ce phénomène est appelé El Niño, ou ENSO. La question centrale est la suivante : s'affaiblit-il de lui-même, comme une balançoire qui s'arrête si on ne la pousse plus ? Ou bien possède-t-il un moteur interne qui l'entretient ?

Il est difficile de le vérifier. Les scientifiques utilisent un modèle simple qui réduit tout à deux nombres : la température de l'eau et l'épaisseur de la couche chaude. À partir de ces nombres, le modèle indique si l'anomalie croît ou s'affaiblit. Et voici l'étrangeté : presque toujours, il dit « s'affaiblit ». Les auteurs de la nouvelle étude ont décidé de vérifier si le modèle lui-même ne mentait pas. Ils ont créé une simulation informatique où ils connaissaient précisément la réponse, puis ils ont appliqué à cette simulation la même méthode que celle utilisée sur les données réelles.

Résultat : même lorsque, dans la simulation, l'ENSO s'auto-entretenait, la méthode indiquait un affaiblissement. L'erreur s'est produite dans les 100 essais.

Pourquoi donc ? Le modèle est trop simple. Il ne prend pas en compte de nombreux détails, et ces détails non pris en compte sont « absorbés » dans les paramètres, ce qui les fausse. C'est comme observer un pendule à travers un verre dépoli : il semblera toujours s'affaiblir, même si un ressort le pousse. Par conséquent, la conclusion sur l'affaiblissement d'El Niño pourrait être erronée. En réalité, il est possible qu'il s'auto-entretienne. C'est important, car le système serait alors plus fragile et pourrait changer brusquement de comportement si le climat se réchauffe.

Le temps d'affaiblissement de l'ENSO, estimé par l'ajustement standard, est d'environ 1.9 an, mais les formules analytiques donnent 3 ans. Cette différence pourrait être précisément la conséquence du biais découvert par les auteurs.

\gamma = \frac{R - \epsilon}{2}
Le taux de croissance est déterminé par l'équilibre entre la rétroaction positive de Bjerknes (R) et la rétroaction négative due à l'ajustement des vagues (ε).
\omega = \sqrt{F_1 F_2 - \frac{(R + \epsilon)^2}{4}}
La période des oscillations dépend du produit des coefficients de couplage F1 et F2 et de la somme de R et ε.
Notions
recharge oscillator model El Niño-Southern Oscillation ENSO Jin-Timmermann model El Niño index Multivariate ENSO Index Southern Oscillation spring predictability barrier La Niña natural variability ERSST TAO/TRITON moorings relative ONI equatorial wave propagation mixed mode oscillations Warm water volume taux d'amortissement seasonal cycle interannual variability North Equatorial Countercurrent