Climat

De meilleures prévisions saisonnières grâce à l’Arctique

Les prévisions météo pour l’hiver 2015/16 n’ont pas été à la hauteur des attentes. Une nouvelle étude invite à prendre davantage en compte le climat de l’Arctique pour améliorer les anticipations saisonnières. Si El Niño est considéré comme le mode dominant de variabilité climatique, le fort réchauffement des hautes latitudes aurait pris une importante prépondérante ces dernières années.

Un El Niño record a marqué l’hiver 2015/16. Le phénomène majeur qu’est ENSO (pour El Niño – Southern Oscillation) affecte les températures de surface de la mer et les vents du Pacifique. Il a aussi des répercussions sur le climat mondial. Les climatologues ont aujourd’hui suffisamment de recul pour connaître les connections entre le Pacifique et le reste du globe. Les modèles  se basent donc largement sur ENSO pour délivrer leurs prévisions saisonnières. L’hiver 2015/16 était une excellente occasion de tester la fiabilité des prévisions, notamment sur le continent nord-américain, traditionnellement soumis aux fluctuations du Pacifique.

Il s’avère que les prévisions ne sont pas vérifiées cette fois. El Niño apporte traditionnellement des températures inférieures à la normale dans le sud-est des Etats-Unis, mais supérieures à la moyenne dans le nord-ouest des USA, l’ouest du Canada et l’Alaska. Surtout, El Niño s’accompagne de précipitations plus importantes d’une côte à l’autre du sud des Etats-Unis. Le nord du pays reçoit normalement moins de pluie.

Les prévisions pour l’hiver 2015/16 s’étaient donc basées sur ces tendances observées dans le passé, avec donc des précipitations censées être inférieures à la moyenne au nord et supérieures à la moyenne au sud. Mais en fait, c’est l’inverse qui s’est produit.

Précipitations aux Etats-Unis sur décembre 2015 - février 2016 : pourcentage par rapport à la moyenne du XXe siècle.

Précipitations aux Etats-Unis sur décembre 2015 – février 2016 : pourcentage par rapport à la moyenne du XXe siècle. Source : NOAA.

L’erreur de prévision s’explique par le comportement du jet stream, qui n’a pas suivi le même chemin en 2015/16 qu’en 1997/98. La réponse typique à El Niño est un renforcement du jet stream et un déplacement vers l’Equateur. C’est ce qui s’est produit en 1997/98. Mais en 2015/16 la réponse du jet stream a plutôt été caractéristique d’un phénomène La Niña, d’où la mauvaise anticipation des précipitations.

Source : NOAA

Source : NOAA

Cette erreur est-elle due à une trop grande sensibilité des modèles aux forçages tropicaux ? D’après Judah Cohen et Jennifer Francis, El Niño concentre trop l’attention et l’influence de l’Arctique est sous-estimée. Le grand nord aurait eu une influence beaucoup plus importante que prévu dans la survenue des conditions climatiques de l’hiver 2015/16. C’est ce qu’ils écrivent dans leur étude parue la revue « Oceanography ».

C’est donc la trop faible réponse des modèles aux forçages arctiques qui expliquerait la mauvaise prévision saisonnière de 2015/16. Pour l’améliorer, il faudrait logiquement compléter l’influence de l’océan tropical par celle des hautes latitudes, d’après Judah Cohen et Jennifer Francis. Le débat n’est pas récent mais les observations semblent conforter cette hypothèse.

ENSO est bien le mode majeur de variabilité du climat mondial et des observations passées ont vérifié son impact. Les prévisions basées sur le El Niño de 1997/98 avaient donné de bons résultats. Avec le dernier phénomène El Niño de 2015/16, on peut au moins dire que les températures globales ont été correctement anticipées avec des records de chaleur en 2015 et en 2016.

Mais dans le détail, tout n’a pas été prévu correctement puisque le jet stream n’a pas suivi le chemin qu’il empreinte habituellement en Amérique du Nord. Un vortex polaire exceptionnellement fort a marqué le début de l’hiver, ce qui induit un déplacement vers le pôle du jet stream. On a donc eu là un premier impact majeur de l’Arctique.

Puis les conditions ont changé au cours de l’hiver. C’est le moment de rappeler que sur les trois dernières décennies, le réchauffement a été plus important en Arctique quand dans tout autre région de la planète. L’empreinte des hautes latitudes est de plus en plus détectable, tant elles sortent désormais de la variabilité naturelle. Trois phénomènes sont en cause : la réduction de la glace de mer, les températures très élevées de l’Arctique et l’augmentation de la couverture de neige en Sibérie.

D’après Judah Cohen, les observations et les modèles montrent qu’une couverture neigeuse importante au mois d’octobre en Eurasie favorise la mise en place d’une zone de haute pression sur la Sibérie.  Ces chutes de neige plus importantes en Sibérie pourraient être causées par la fonte de l’Arctique, notamment dans les mers de Barents et Kara. Quand il y une couverture automnale de neige supérieure à la moyenne, les rayons du soleil sont réfléchis plus efficacement, et les températures baissent. La conséquence est une densification de la masse d’air.

Pourquoi cet anticyclone perturbe-t-il le climat de tout l’hémisphère nord ? Parce qu’il provoque une transfert d’énergie de la troposphère vers la stratosphère.  Et cette absorption d’énergie conduit à un réchauffement de la stratosphère et un affaiblissement du vortex polaire. On a alors les caractéristiques d’une phase négative de l’oscillation arctique, qui s’accompagne de vagues de froid aux Etats-Unis et dans le nord de l’Eurasie en hiver. Des études récentes ont montré une réponse atmosphérique similaire à la diminution de la glace de mer dans les régions de Barents et de Kara.

Pour conclure, les auteurs de l’étude estiment que les failles dans les prévisions sont dues à une trop faible réponse des modèles aux forçages arctiques. La prévision saisonnière pourrait donc être améliorée si la contribution de l’Arctique complétait celle des Tropiques.

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