Climat : El Niño et La Niña

Suite du billet sur la modélisation de l’évolution millénaire des températures. L’index général de la série de billets sur le réchauffement climatique est disponible ici

Vous avez probablement entendu parler du phénomène nommé « El Niño » (= « le petit garçon » en espagnol, allusion au petit Jésus, ce phénomène survenant souvent peu après Noël…).

Il désigne à l’origine un courant côtier saisonnier chaud au large du Pérou et de l’Équateur mettant fin à la saison de pêche. Le terme désigne maintenant par extension le phénomène climatique particulier qui se caractérise par des températures anormalement élevées de l’eau dans la partie est de l’océan Pacifique sud. Il a été relié à un cycle de variation de la pression atmosphérique globale entre l’est et l’ouest du Pacifique que l’on nomme l’oscillation australe et l’on unit souvent les deux sous le titre de ENSO (El Niño-Southern Oscillation).

La définition de l’Organisation Météorologique Mondiale est la suivante : « phénomène caractérisé par une anomalie positive de la température de surface de la mer (par rapport à la période de référence 1971-2000), dans la région Niño 3.4 du Pacifique équatorial, dans la mesure où cette anomalie est supérieure ou égale à 0,5°C selon une moyenne calculée sur trois mois consécutifs ».

El Niño est une conséquence régionale d’une perturbation dans la circulation atmosphérique générale entre les pôles et l’équateur. Son apparition déplace les zones de précipitations vers l’est dans l’océan Pacifique et empêche la remontée d’eau froide le long de la côte de l’Amérique du Sud, ce qui coupe la source de nutriments pour la faune de ces eaux et y nuit considérablement à l’industrie de la pêche. Sans que l’on soit encore capable d’expliquer toutes les relations physiques, El Niño fait partie des anomalies dans la circulation qui peuvent dérouter les cyclones tropicaux de leurs routes habituelles, déplacer les zones de précipitations et de sécheresse ainsi que changer localement le niveau de la mer par le changement de la pression moyenne.

La phase plus froide qui fait souvent suite à El Niño est nommé La Niña (« petite fille » en espagnol). Sa définition officielle est la suivante : « phénomène caractérisé par une anomalie négative de la température de surface de la mer (par rapport à la période de référence 1971-2000), dans la région Niño 3.4 du Pacifique équatorial, dans la mesure où cette anomalie est supérieure ou égale à 0,5°C selon une moyenne calculée sur trois mois consécutifs ».

Il s’agit d’un phénomène très ancien, dont la première description remonte à 1546. C’est un phénomène cyclique dont la périodicité varie de 2 à 7 ans et dont la durée est comprise entre 12 mois et 18 mois en débutant au printemps et en s’achevant à l’automne de l’année suivante.

Pour prendre un cas précis, observons 3 paramètres : les températures de surface de la mer dans l’est du Pacifique, la pression barométrique à Darwin en Australie et la quantité de pluie reçue à l’île Christmas.

Les années El Niño sont en jaune : 1972, 1976, 1982, 1987. On observe bien que, épisodiquement, le temps change complètement et que cela se produit régulièrement (tous les 4 ou 6 ans).

Le phénomène touche en fait plusieurs zones le long de l’équateur :

On observe très bien désormais par satellite l’anomalie de température :

L’historique des phénomènes El Niño (réchauffement local) et La Niña (refroidissement local) est le suivant :

ce qui donne sur la décennie passée :

Un épisode El Niño devrait donc prochainement démarrer…

Voici la situation « en direct » :

Moyenne hebdomadaire de la température de surface de la mer (en haut, en °C) et anomalies (en bas, en °C) au cours des 12 semaines précédentes. Source : CPC et NOAA

 

Afin de comprendre le phénomène, analysons la situation « en temps normal » :

1/ Comme le montre le schéma, il existe une différence de pression entre la côte Pacifique est (zone de hautes pressions) et la côte Pacifique ouest (zone de basses pressions) : ceci fait que de forts alizés se dirigent vers l’ouest en apportant des côtes du Pérou et de l’Équateur de l’air sec et chaud. Ces vents alizés en traversant le Pacifique vont peu à peu se charger en humidité par évaporation, les eaux chaudes favorisant l’évaporation. Cet air humide et chaud provoque des précipitations abondantes en Indonésie et en Australie.
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2/ Par ailleurs ces forts vents alizés poussent l’eau de l’océan vers l’ouest. Ainsi, il y a une « accumulation d’eau » sur les côtes est de l’Indonésie et de l’Australie : le niveau marin y est 50 cm plus important que sur les côtes du Pérou et de l’Equateur.
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3/ L’eau de surface sur la côte ouest est bien plus chaude que sur la côte est (en moyenne, il y a une différence de 8/9°C) et l’épaisseur de cette eau de surface chaude est si importante, du fait du phénomène d’accumulation des eaux, qu’elle s’enfonce en profondeur. Ainsi, l’épaisseur d’eau chaude sur la côte ouest est bien plus importante que sur la côte est.

En termes scientifiques, on appelle thermocline le niveau marin où se crée une rupture de température entre 2 « couches » de l’océan (schématiquement, c’est-à-dire que la « couche » située « au dessus » de la thermocline est bien plus chaude que celle qui se trouve « en dessous ». Et bien cette thermocline est, d’après ce qui précède, bien plus basse près des côtes du Pacifique Ouest par rapport aux côtes du Pacifique Est.
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4/ On a alors un courant sous-marin qui se crée et qui fait remonter de l’eau froide située initialement en profondeur, ce que l’on appelle le phénomène d’upwelling. Et ce phénomène provoque une situation opposée avec ce qui se passe sur la côte ouest puisque comme de l’eau froide remonte des profondeurs, la thermocline s’élève.

En revanche, en période d’El Niño, le fonctionnement climatique de la zone est complètement perturbé, l’équilibre est rompu :

1/ On observe une hausse de la pression atmosphérique au niveau de l’Australie et de l’Indonésie. Ainsi, la différence de pression entre la côte Pacifique ouest et la côte Pacifique est n’est plus aussi prononcée ce qui entraine un affaiblissement des alizés.
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2/ Cet affaiblissement des alizés a pour conséquence immédiate le déplacement des pluies plus à l’est sur le Pacifique central. Les côtes est de l’Australie et de l’Indonésie connaissent alors des périodes de grandes sécheresses.
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3/ L’affaiblissement des alizés a aussi pour conséquence de supprimer l’accumulation d’eau chaude sur les côtes du Pacifique ouest. Il n’y a donc pas de courant descendant qui se crée ni d’abaissement de la thermocline comme cela est le cas en situation ‘’normale’’. Et cela empêche le phénomène d’upwelling qui fait remonter de l’eau froide en surface sur les côtes du Pérou ou de l’Equateur : l’eau en surface est plus chaude que la normale et cela sur une épaisseur plus importante sur les côtes est du Pacifique.
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4/ Comme les eaux chaudes favorisent l’évaporation, des précipitations abondantes s’abattent sur les côtes est du Pacifique jusqu’au centre de l’Océan Pacifique.

Les causes de ce phénomène ne sont pas encore bien définies par les scientifiques. Néanmoins, ce phénomène serait du à l’affaiblissement de l’anticyclone normalement centré sur le Pacifique sud et qui, en temps normal, favorise la circulation rapide des alizés. Le schéma suivant montre bien qu’en temps « normal », la présence d’un anticyclone puissant sur le sud du Pacifique et d’un autre au large de la Californie permet la circulation des alizés du Sud-est Pacifique jusqu’en Australie et en Indonésie où les pressions sont relativement basses. L’affaiblissement de l’anticyclone au sud du Pacifique en période d’El Niño diminuerait ainsi l’intensité des alizés.

Enfin, le phénomène appelé « La Niña » est caractérisé par une amplification de la période « normale » : un refroidissement plus important des eaux du Pacifique est, des vents alizés plus soutenus. Cette situation s’explique par une différence de pression encore plus importante qu’en période « normale » entre le Pacifique Ouest (basses pressions) et le Pacifique Est (hautes pressions).

Les conséquences d’El Niño sont les suivantes :

Les plus importantes concernent les pays qui bordent les côtes du Pacifique Sud, là où se produit le phénomène El Niño. Le climat est totalement bouleversé : pluies abondantes voire diluviennes au Pérou qui provoquent des inondations périodiques. En mai-juin 2002, des pluies diluviennes ont frappé le Chili provoquant la mort de nombreuses personnes. Au contraire, l’Australie et l’Indonésie font face à des périodes de sécheresses extrêmes comme à la fin de l’année 2002 où l’Australie a subi la pire sécheresse de son histoire depuis plus d’un siècle en mettant à mal toute la production agricole.

El Niño tient sa renommée des catastrophes climatiques qu’il engendre et qui ont déjà causé des milliers de morts :

• inondations de 1982-1983 sur l’est et le centre du Pacifique, du Pérou aux côtes pacifiques de l’Amérique du Nord ;
• cyclones à répétition en Polynésie (en 1982-1983, 25 000 sinistrés après que Tahiti et les îles voisines eurent été touchées par six cyclones dévastateurs) ;
• vagues de froid exceptionnelles qui touchèrent le centre des Etats-Unis durant l’hiver 93 ;
• terribles sécheresses de 1982-1983 en l’Afrique australe, en Australie touchée par des feux de brousse et de gigantesques tempêtes de sable, en Indonésie touchée par une famine ;
• voire d’autres anomalies climatiques en Inde ou en Afrique de l’est…

El Niño perturbe le fonctionnement climatique de la zone équateur du Pacifique mais, plus que ça, El Niño semble influencer le climat de la planète toute entière : les courants marins et atmosphériques à la surface du globe sont perturbés ce. En effet, les scientifiques s’accordent de plus en plus pour corréler divers évènements climatiques mondiaux au phénomène : la douceur des hivers au Canada, vagues de froid aux Etats-Unis…

Les conséquences de La Niña sont les suivantes :

En règle générale, au cours d’un épisode La Niña, les précipitations s’intensifient à l’ouest de la zone équatoriale du Pacifique, sur l’Indonésie et les Philippines et sont quasiment nulles à l’est de cette zone équatoriale. On observe généralement une humidité supérieure à la normale de décembre à février sur le nord de l’Amérique du sud et l’Afrique australe et de juin à août sur le sud-est de l’Australie. En revanche, les conditions observées le long des côtes de l’Équateur, dans le nord-ouest du Pérou et dans la région équatoriale d’Afrique de l’Est sont généralement plus sèches de décembre à février, et dans le sud du Brésil et la partie centrale de l’Argentine, de juin à août.

Les épisodes La Niña provoquent aussi des anomalies de température sur des zones étendues du globe, les régions les plus touchées subissant des conditions anormalement fraîches. Ainsi, de décembre à février, les températures sont inférieures à la normale sur le sud-est de l’Afrique, le Japon, le sud de l’Alaska et les parties occidentales et centrales du Canada ainsi que sur le sud-est du Brésil ; de juin à août la fraîcheur est supérieure à la normale en Inde et en Asie du Sud-Est, le long de la côte ouest de l’Amérique du Sud, dans la région du golfe de Guinée ainsi que dans la zone nord de l’Amérique du Sud et certaines parties de l’Amérique centrale ; et de décembre à février, la chaleur est supérieure à la normale le long des États américains du golfe du Mexique

Voir aussi ici pour plus de détails.

Terminons par un petit film explicatif :

Dans le billet suivant, vous observerez l’impact de El Niño dans la modélisation de l’évolution récente des températures de la planète…