Pourquoi El Niño est-il court et La Niña si longue ? ✛

Original: "Realistic ENSO Dynamics Requires a Damped Nonlinear Recharge Oscillator"
arXiv:2506.11206 · 2025-06-12 · CC BY 4.0 · 1 min
Des scientifiques ont construit un modèle simple de l'océan comme un pendule avec frottement et secousses aléatoires, et il a expliqué les bizarreries du climat.

L'océan Pacifique se réchauffe parfois plus que d'habitude, c'est El Niño. Parfois, au contraire, il se refroidit, c'est La Niña. Les deux phénomènes influencent la météo à travers le monde, mais se comportent étrangement : El Niño arrive brusquement et repart vite, tandis que La Niña peut durer des mois. Les scientifiques se demandaient pourquoi.

El Niño est la phase chaude, lorsque l'est du Pacifique se réchauffe. La Niña est la phase froide, quand il y fait plus froid que d'habitude.

Une nouvelle étude décrit l'océan comme un pendule. Si le pendule est bien lubrifié, il oscille longtemps et régulièrement. Mais si le frottement est fort, chaque impulsion s'amortit rapidement et le mouvement devient saccadé. Il s'avère que l'océan se comporte comme un pendule fortement amorti : il perd de l'énergie en environ 20 mois. Il est secoué par des rafales de vent aléatoires qui s'intensifient lorsque l'océan est déjà chaud.

Pour que le pendule se comporte comme un véritable océan, il faut deux petits « biais ». L'un rend la phase chaude plus courte et plus forte, et la phase froide plus longue et plus faible. L'autre agit comme un ressort qui, après un grand élan, ramène lentement le pendule en arrière, le retenant dans la phase froide. C'est ce second biais qui explique pourquoi La Niña dure parfois deux années consécutives. Désormais, ce modèle simple peut être utilisé pour tester des modèles climatiques plus complexes et améliorer les prévisions météorologiques.

Au cours des 50 dernières années, on n'a observé qu'environ 10 El Niño forts, alors que dans les expériences numériques de cette étude, environ 5000 ont été générés sur 30 000 années de modèle.

\frac{dT_E}{dt} = R T_E + F_1 h + b_T T_E^2 - c_T T_E^3 + \sigma_T \xi_T (1 + B H(T_E) T_E)
Le taux de variation de la température est déterminé par la rétroaction linéaire de Bjerknes, l'influence du contenu thermique, les non-linéarités quadratique et cubique, ainsi que par un bruit qui est amplifié pendant la phase chaude.
\frac{dh}{dt} = -\varepsilon h - F_2 T_E - b_h T_E^2 + \sigma_h \xi_h
Le contenu thermique se relaxe vers l'équilibre, répond à la température et subit un effet non linéaire qui renforce la décharge après El Niño.
\theta = \frac{1}{2} \arctan\left( \frac{-(\hat{R}+\hat{\varepsilon})}{\hat{F}_1 - \hat{F}_2} \right)
La pente de la trajectoire de phase température-contenu thermique est déterminée par le signe de la somme des coefficients de rétroaction et d'amortissement, ce qui explique les différences entre les choix de variable de contenu thermique.
Scientifiques
Ludwig BoltzmannHenri PoincaréJohn von NeumannJosiah Willard Gibbs
Notions
recharge oscillator model ENSO El Niño-Southern Oscillation El Niño index Jin-Timmermann model Multivariate ENSO Index La Niña spring predictability barrier Southern Oscillation ERSST relative ONI TAO/TRITON moorings equatorial wave propagation Warm water volume natural variability NOAA CPC North Equatorial Countercurrent Indian Ocean capacitor effect