Ce travail poursuit une série de recherches commencée avec la détection d'eaux anormalement chaudes dans le contre-courant nord-équatorial (NECC) avant les El Niño intenses de 1982-83, 1997-98 et 2015-16. Des études antérieures, basées sur des données satellitaires et une simulation unique, ont montré que l'eau chaude est transportée depuis le bassin chaud du Pacifique ouest par un NECC renforcé, puis influence la convection atmosphérique profonde au-dessus de la zone de convergence intertropicale (ITCZ). Ce travail se distingue quelque peu des études voisines : celles-ci concernent la prévision d'El Niño, la circulation océanique ou les processus thermiques sur les lunes glacées, alors qu'ici l'accent est mis sur un mécanisme spécifique de couplage océan-atmosphère dans le Pacifique tropical.
La version 2.1.3 du modèle climatique CESM a été utilisée. Après une longue simulation de contrôle, 52 expériences appariées ont été réalisées : dans chaque simulation forcée, la température de surface de l'océan dans une région rectangulaire (180°E–240°E, 4°N–7.5°N) a été augmentée de 1°C par rapport à la simulation de contrôle, à partir du 1er août. Ensuite, en septembre, les champs clés ont été moyennés, et la différence entre les simulations forcées et de contrôle a servi à estimer la réponse moyenne et le rapport signal/bruit. Une comparaison supplémentaire a été effectuée avec les données de réanalyse ERA5 pour 1990–2020.
Le forçage a conduit à une intensification significative de la convection profonde au-dessus de la zone d'impact : à 800 hPa, la vitesse verticale (Oméga) est passée de presque nulle à 28°C à -0.06 Pa/s à 30°C, et à 300 hPa, de presque nulle à 29°C à -0.06 Pa/s à 30°C. La convection s'est déplacée vers le sud, tandis qu'elle a diminué au-dessus de l'Indonésie et de l'Asie du Sud-Est. Dans le champ de pression au niveau de la mer, une configuration semblable à l'oscillation australe est apparue : une pression réduite dans l'est du Pacifique et une pression accrue dans l'océan Indien. Cela a entraîné un affaiblissement des alizés d'est le long de l'équateur et une diminution de l'upwelling. L'analyse des coupes méridiennes a révélé des changements dans la cellule de Hadley : une intensification de la montée d'air près de 8°N et un affaiblissement de la subsidence entre 15°N et 30°N. La comparaison avec ERA5 a confirmé la dépendance linéaire de la convection à la température de surface de l'océan dans la région du NECC.
Ce travail confirme que l'interaction NECC-ITCZ peut être un mécanisme indépendant de développement d'El Niño, distinct du mécanisme classique de Bjerknes fondé sur le gradient thermique est-ouest. Contrairement aux travaux voisins qui considèrent El Niño comme une réaction aux changements dans la langue d'eau froide ou comme partie de la circulation générale, il est montré ici qu'un réchauffement local le long d'une étroite bande de courant peut déclencher une réponse atmosphérique à grande échelle. Cela déplace l'attention de la langue d'eau froide vers le contre-courant chaud comme déclencheur potentiel.
Des recherches ultérieures pourraient vérifier si la sensibilité de la convection à la température du NECC se reproduit dans d'autres modèles climatiques, et comment l'interaction avec les ondes tropicales d'instabilité affecte le transport de chaleur. Il serait également possible d'étudier le rôle du NECC dans les El Niño du Pacifique central, qui sont devenus plus fréquents au cours des dernières décennies.
Les résultats sont importants pour la prévision d'El Niño et de ses conséquences mondiales, notamment les sécheresses en Inde et en Australie, ainsi que pour la compréhension des changements dans la cellule de Hadley sous l'effet des dérèglements climatiques.
La prochaine étape pourrait consister à intégrer les anomalies de température du NECC dans les modèles de prévision d'El Niño et à tester le pouvoir prédictif de cette approche sur des données historiques.
Ce travail aborde un problème fondamental de la climatologie : quels processus déclenchent El Niño et pourquoi certains événements deviennent forts alors que d'autres non. Les théories traditionnelles fondées sur le mécanisme de Bjerknes n'expliquent pas toujours la diversité des événements, et le mécanisme proposé via NECC-ITCZ pourrait combler cette lacune.
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
Dans cette étude, réalisée à l'aide de 52 paires de simulations CESM, il est montré qu'un réchauffement artificiel de la surface de l'océan de 1°C le long du trajet du NECC renforce la convection profonde, modifie le champ de pression et affaiblit les alizés, ce qui concorde avec les données de réanalyse ERA5 et soutient l'hypothèse du rôle du couple NECC-ITCZ dans le développement des El Niño forts.
Où est sa force
La force de ce travail réside dans l'expérience modèle contrôlée, qui isole la contribution d'un mécanisme spécifique (le réchauffement local le long du NECC) indépendamment de la rétroaction classique de Bjerknes, ainsi que dans sa cohérence avec les observations.
Vers où avancer
À essayer
Pourquoi cela peut compter
Si le couple NECC-ITCZ constitue effectivement un déclencheur indépendant d'El Niño, cela pourrait transformer les approches de prévision et la compréhension de la variabilité du système climatique tropical.
Travaux voisins dans notre archive
L'archive est vide autour de ce travail : l'analyse la plus proche n'est qu'à 0.53, contre 0,64 d'ordinaire. Il semble qu'on ait peu foré à côté.
La zone de forçage dans le modèle a une taille d'environ 4000×400 km, ce qui est comparable à la superficie de l'Inde. Une augmentation de température de seulement 1°C dans cette bande océanique a provoqué des changements de pression atmosphérique perceptibles même près du détroit de Drake.