Le phénomène climatique El Niño/Oscillation Australe (ENSO)

1/38
Le climat de la Terre : le système Terre, une approche physique globale; Ecole d'Oléron, 15-19 octobre 2001
Le phénomène climatique El Niño/Oscillation Australe (ENSO)
Jean-Philippe Boulanger

2/38
Le climat de la Terre : le système Terre, une approche physique globale; Ecole d'Oléron, 15-19 octobre 2001
Plan
I. Introduction
I.1 La petite histoire d'ENSO
I.2 Les caractéristiques majeures d'ENSO
I.3 Moyens d'observations
I.4 Un passé riche en événements
II. Les théories d'ENSO
II.1 Introduction à la dynamique océanique linéaire équatoriale
II.2 Premières hypothèses
II.3 L'oscillateur retardé
II.4 Une approche théorique unificatrice
II.5 L'apériodicté d'ENSO : un effet de résonance avec le cycle saisonnier ?
II.6 Les interactions d'échelles et ENSO
II.7 ENSO : un ajustement du système climatique au forçage radiatif
II.8 Echanges Tropiques-Subtropiques : incidence sur la variabilité d'ENSO
III. Prévoir ENSO
III.1 Modèles de prévision
III.2 Prévision de l'événement 1997/1998
IV. Les impacts d'ENSO
IV.1 Les téléconnexions globales
IV.2 L'écosystème marin dans le Pacifique équatorial
IV.3 ENSO et la santé

3/38
Le climat de la Terre : le système Terre, une approche physique globale; Ecole d'Oléron, 15-19 octobre 2001
I. Introduction
I.1 La petite histoire d'ENSO
Le phénomène El Niño/Oscillation Australe (ENSO) est le mode de variabilité climatique
majeur des Tropiques de par la taille du bassin Pacifique où il se développe et ses impacts
tropicaux et extra-tropicaux (Ropelewski et Halpert, 1987). ENSO est un mode couplé océan
(El Niño)-atmosphère (Oscillation Australe) dont la présence dans le Pacifique tropical a pu
être retracée sur plusieurs siècles grâce à des données de coraux, de carottes de glaciers
tropicaux, d'anneaux d'arbres ou d'archives historiques (e.g. Quinn et al., 1978).
Le terme Oscillation Australe a été introduit par Walker
(1923) pour décrire la renverse du système des hautes et basses
pressions couvrant le bassin Pacifique à l'échelle pluriannuelle.
Les travaux de Walker (1923, 1924, 1928) et Walker et Bliss
(1930, 1932, 1937) étaient en fait motivés par la compréhension
et la prévision de la variabilité des précipitations sur le sous-
continent Indien. L'Indice d'Oscillation Australe (différence des
anomalies de pression entre Tahiti, Polynésie française, et
Darwin, Australie) est un des indices représentatifs de la
variabilité ENSO. Figure I.1.1 : Sir Gilbert Walker
A l'origine, le terme El Niño (ou El Corriente d'El Niño) désignait un courant côtier chaud
présent le long des côtes du Pérou et du Chili au mois du décembre vers Noël (d'où El Niño-
L'Enfant Jésus) et qui apportait des poissons "miraculeux" aux formes et couleurs
inhabituelles dans ces régions aux eaux côtières plutôt froides. Tous les deux à sept ans, ce
courant chaud persistait plusieurs mois avec pour conséquence la rupture de la chaîne
alimentaire côtière et la mort ou la migration de nombreuses espèces de poissons (cf. Fig.
I.1.2). De plus, ce réchauffement affecte grandement les intempéries locales et modifie la
position de la "frontière de sécheresse" qui sépare la zone tropicale du nord du Pérou des
régions arides au sud (Schott, 1931).
Figure I.1.2 : Exemple d'espèces de poissons apportées
le long des côtes californiennes en période chaude El
Niño.

4/38
Le climat de la Terre : le système Terre, une approche physique globale; Ecole d'Oléron, 15-19 octobre 2001
Il aura fallu attendre les travaux de Bjerknes (1969; Fig.
I.1.3) pour faire le lien entre cette anomalie chaude côtière et
l'Oscillation Australe, mais également avec des anomalies
équatoriales de température de surface de la mer et de vents
touchant l'ensemble du bassin Pacifique. El Niño désigne donc
désormais l'événement extraodinaire provoquant le
réchauffement quasi-global du Pacifique équatorial. Un indice
océanique d'ENSO est défini par la moyenne des anomalies de
température de surface de la mer dans la région du Pacifique
central appelée Niño3 (150°W-90°W/5°N-5°S) ou Niño3.4
(170°W-120°W/5°N-5°S) et se compare très bien avec l'Indice
d'Oscillation Australe (Fig. I.1.4). Figure I.1.3 : J. Bjerknes
Figure I.1.4 : Indices d'Oscillation Australe et Niño3.4 sur la période récente.
I.2 Les caractéristiques majeures d'ENSO
L'objet de ce paragraphe n'est pas de présenter une description exhaustive du bassin
Pacifique ou de la variabilité ENSO qui sont décrits avec bien plus de détails dans divers
articles (Rasmusson et Carpenter, 1982; Deser et Wallace, 1990) ou dans des ouvrages ("El
Niño, La Niña, and the Southern Oscillation", Philander, 1990), mais plutôt de décrire les
caractéristiques majeures d'ENSO afin de poser les bases des diverses théories tentant de
l'expliquer.

5/38
Le climat de la Terre : le système Terre, une approche physique globale; Ecole d'Oléron, 15-19 octobre 2001
Equateur
CONDITIONS NORMALES
CONDITIONS EL NI O
Equateur
Boucle convective
Boucle
convective
intensifi e
Figure I.2.1 : Schéma du bassin Pacifique en conditions normales et en conditions El Niño
Brièvement, El Niño est souvent schématisé par ses différences aux conditions normales
(Fig. I.2.1). En conditions normales, les Alizés soufflent sur le Pacifique équatorial
provoquant un upwelling (remontée des eaux froides de subsurface vers la surface) le long de
l'équateur, la thermocline se rapproche de la surface et refroidit ainsi les eaux de surface. De
plus, ces vents d'est repoussent les eaux chaudes dans le Pacifique ouest qui est le siège d'une
intense activité convective. Alors que l'air chaud et humide s'élève, il perd peu à peu son
humidité et sa chaleur et est entraîné en altitude par des vents d'ouest. Puis il subside dans le
Pacifique est et les régions sèches adjacentes d'Amérique du Sud. Cette circulation
atmosphérique est dite cellule de Walker. En période El Niño, les eaux chaudes du Pacifique
ouest s'étendent à travers l'ensemble du bassin équatorial, entraînant avec elles les régions de