Niveau : initié

L'enfant terrible du Pacifique ...

Depuis la fin de l'été 1997, on nous parle beaucoup de El Niño et de ses conséquences sur le climat. Nous allons essayer d'y voir un peu plus clair sur ce phénomène géophysique qui a son siège dans l’océan.

Par : Marc Vandiepenbeeck, 1998

La situation non-El Niño

Dans les conditions normales - non-El Niño - les vents dominants, les alizés, soufflent de l'est vers l'ouest dans la bande intertropicale. Ces mouvements continus de masses d'air au-dessus de l'océan repoussent l'eau chaude dans la partie occidentale du Pacifique.

Une conséquence de ce mouvement est que le niveau de la mer est 50 cm plus élevé en Indonésie que le long du littoral sud-américain. La température de l'eau de mer en surface est plus chaude que celle qui baigne les côtes du Pérou et de l'Équateur. La différence de température est d'environ 8 °C. La fraîcheur dans le bassin ouest de l'océan pacifique est accentuée par un courant froid, le courant de Humboldt, qui remonte de l'Antarctique vers l'équateur le long de la côte sud-américaine. En outre, le long du Pérou et de l'Équateur, il y a une remontée d'eau froide venant des profondeurs de l'océan. Dans la littérature scientifique, on désigne ce phénomène sous le terme anglais d'upwelling. Ces eaux froides sont à l'origine d'une richesse de la faune et la flore marine grâce aux éléments nutritifs qu'elles contiennent.

Du point de vue climatologique, les eaux chaudes causent un réchauffement de l'atmosphère proche de la surface de l'océan. Cette chaleur engendre des mouvements ascendants ayant pour résultat des précipitations abondantes dans cette région du Pacifique. Du coté sud-américain, l'eau froide a tendance à stabiliser l'atmosphère créant dans cette région un anticyclone qui engendre des conditions relativement sèches. Les observations satellitaires au niveau de l'équateur à 110 ° W de longitude, montrent que la température de l'eau y est d'environ 17 °C. La figure 1 montre un schéma de la région intertropicale de l'océan Pacifique avec les eaux chaudes en dessous du nuage au nord-est de l'Australie et en vert et en bleu les eaux froides au large du continent sud-américain. Il montre également le mouvement des masses d'air.

La genèse

Plusieurs mois avant qu'El Niño ne paraisse, il se produit une modification importante dans le régime des vents dans la bande intertropicale de l'océan Pacifique. Les alizés disparaissent dans la région occidentale du Pacifique et une circulation d'ouest vers l'est s'établit. Ces vents vont repousser les eaux chaudes le long de l'équateur vers l'Amérique. Lorsqu'elles arrivent au large de l'Équateur elles sont déviées vers le sud le long du Pérou et du nord du Chili (voir figure 2). La partie sombre au niveau de l’Équateur indique un excès des températures de surface d’autant plus important que c’est sombre.

Figure 1 : Conditions océaniques et atmosphériques normales dans la zone intertropicale de l'océan Pacifique
http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/el-nino/home.html

Sur la figure 3, on peut constater que les courants ascendants se déplacent de manière concomitante avec les eaux chaudes. Ils vont s'installer au large du Pérou et ces régions normalement sèches vont connaître des précipitations abondantes. Dans la partie occidentale de la bande intertropicale du Pacifique, c'est l'inverse qui se produit et cette région pluvieuse connaît une période de sécheresse.

La présence d'eaux chaudes au large de l'Amérique du Sud a reçu le nom d'El Niño (le petit enfant en espagnol) car ce phénomène se produit généralement près de la Noël. El Niño est la conséquence d'interactions entre la surface de l'océan et la couche atmosphérique qui la recouvre dans la région intertropicale du Pacifique. Les processus physiques qui l'engendrent sont compliqués, mais ils déterminent une instabilité dans l'interaction air-mer et dans le système des courants océaniques. Ce phénomène se produit à intervalles irréguliers avec une quasi-période de 2 à 4 ans, l'intervalle entre deux épisodes pouvant être plus long.

L'historique

Le phénomène El Niño ne se produit pas de manière régulière, approximativement tous les deux à sept ans. Les El Niño de 76/77, 82/83, 86/87 et 91/94 sont remarquables par une large anomalie positive de la température de la surface de l'océan Pacifique. Au début des années 90 le phénomène s'est prolongé sur plusieurs années.

Figure 2 : Pour 7 jours centrés sur le 21 janvier la carte supérireure donne la température de l'eau de surface de l'océan et la carte inférieure indique l’anomalie moyenne de la températue de l’eau. L’anomalie est la différence entre la température mesurée et la normale.
http://nic.fb4.noaa.gov:8000/research/cmb/gif/oisst_trop.gif

Figure 3 : Condition El Niño. Les flèches indiquent le sens du déplacement de l’eau chaude.
http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/el-nino/home.html

Le phénomène El Niño peut nous sembler un phénomène récent. Il a cependant déjà été perçu par les péruviens dans le passé. On retrouve déjà des traces d'un fort El Niño en 1567. Ce phénomène se repérait essentiellement par les pêcheurs péruviens qui, lorsque El Niño paraissait, ne prenaient plus beaucoup de poissons dans leurs filets. En 1661 et 1694/95, des El Niño extrêmement intenses furent observés. De nombreux El Niño intenses ont également été observés aux 18ème, 19ème et 20ème siècles.

Chaque El Niño est différent en durée et en intensité comme tous phénomènes météorologiques. L'amplitude du phénomène peut être déterminée de différentes manières. La mesure de la température de l'eau de mer en différentes régions de l'océan Pacifique fournit des courbes qui mettent en évidence le phénomène (voir figure 4).

L'Océan Pacifique a été divisé en quatre zones d'observations dénommées Niño 1, 2, 3 et 4. L'observation des paramètres météorologiques dans ces zones contribue à l'élaboration d'index qui permettent la prévision d'un prochain El Niño.

Après le terrible El Niño de 1982/83, la communauté scientifique s'est penchée sur ce problème et des programmes d'observations intensives de la température de l'eau de surface dans la bande intertropicale à l'aide de bouées et de satellites ont été entrepris. Sa meilleure connaissance a permis de trouver des indices qui permettent de le prévoir. Ce programme porte le nom de TOGA (Tropical Ocean Global Atmosphere).

Au printemps de cette année 97, les mesures relevées dans ce réseau laissaient présager d'un gigantesque El Niño. Les satellites ont confirmé ces craintes en septembre.

Figure 4 : Index ENSO : les valeurs élevées de l'index indique une situation El Niño.
http://www.cdc.noaa.gov/ENSO/enso.mei_index.html

Typique du Pacifique

Les chercheurs ont déterminé l'origine du phénomène El Niño : il s'agit d'une variation pseudo-périodique de la pression atmosphérique dans la zone intertropicale sud. Cette variation est connue sous le nom d'"Oscillation australe". Cette expression combinée à El Niño fournit l'acronyme anglais ENSO (El Niño - Southern Oscillation).

Lorsque les alizés faiblissent, le courant marin chaud d'est en ouest est diminué puis s'oriente d'ouest en est. Il annihile alors le courant froid de Humboldt qui remonte du sud le long de l'Amérique latine. La grande largeur du Pacifique est la principale raison pour laquelle on assiste à un phénomène El Niño associé à l'Oscillation Australe dans ce bassin océanique et non dans les bassins Atlantique et Indien. Les théories les plus récentes l'associent à des ondes planétaires au niveau équatorial.

Le temps que mettent ces ondes à traverser l'Océan Pacifique permet au phénomène El Niño de se développer en temps et en période. Dans le Pacifique, les perturbations dans le régime des vents peuvent amener à un nouvel équilibre entre l'océan et l'atmosphère. Il en résulte que l'anomalie climatique peut s'y installer. Cet équilibre ne peut s'établir dans les deux autres bassins en raison de leur étroitesse.

Il y a une autre raison pour laquelle le phénomène El Niño peut s'installer dans le Pacifique et non pas dans les autres basins. Outre l'étroitesse des océans Atlantique et Indien, ils sont bordés de masses continentales qui vont influencer de manière significative les variations saisonnières du climat.

L'Océan Indien est en outre fortement influencé par le régime de moussons dû à la présence de l'Asie. Le réchauffement en été et le refroidissement en hiver de la masse continentale affecte fortement la circulation normale des vents. L'influence du continent rivalise avec les interactions océan-atmosphère qui sont essentielles pour la formation de l'Oscillation Australe et du phénomène El Niño.

Son contraire : La Niña

La Niña est caractérisée par une température très basse de l’eau dans la partie équatoriale de l’océan Pacifique. Il s’agit en fait d’une situation opposée à celle du El Niño. Les anomalies climatiques associées à La Niña ont tendance à être les contraires de celles dues à El Niño. La Niña est aussi appelée El Viejo. Dans la figure 3 les valeurs très inférieures à 0 correspondent à une situation La Niña.

Aux hautes latitudes, El Niño est un des multiples facteurs qui influencent le climat. Cependant les impacts de El Niño et de La Niña sont plus nets en périodes hivernales à ces latitudes. Aux États-Unis, durant les années El Niño, la température en hiver est plus chaude que la normale dans les états du centre-nord et inférieure à la normale dans le sud-est et le sud-ouest. Durant les années de La Niña ou du El Viejo, les températures sont plus élevées que la normale dans le sud-est et plus froides dans le nord-ouest.

Sur la carte élaborée par l’Université de l’état de la Floride, nous pouvons constater les anomalies de températures et de précipitations durant l'hiver de l'hémisphère nord. Une anomalie El Niño est la valeur normale soustraite de la valeur observée pendant une année El Niño. Les zones notées C dans la figure 5 sont des régions où pendant un El Niño il fait plus chaud. Dans les zones notées P, les précipitations sont très abondantes et dans celles notée S, la sécheresse sévit.

Figure 5 : Répartition des régions où sévissent des sécheresses, des pluies abondantes ou des températures plus élevées que la normales.
http://www.pmel.noaa.gov/toga-tao/el-nino/impacts.html

Ses effets sur les cyclones tropicaux

Les cyclones tropicaux ne se forment que lorsque la température de l’océan dépasse 26 °C. Il n’y a donc pas d’influence directe sur les ouragans qui se développent dans l’océan Atlantique. En revanche, le déplacement de l’eau chaude dans l’océan Pacifique a comme conséquence que la zone où se trouve les cyclones tropicaux se déplacent.

Ainsi durant le grand El Niño de 1982-1983, la Polynésie a connu un grand nombre de cyclones tropicaux alors que dans des conditions normales c’est un phénomène rare. Au début de l’automne, un cyclone tropical a fait d’énormes dégâts à Acapulco. Cette région est normalement sujette aux ouragans, aussi celui qui a sévi à Acapulco n’est pas exceptionnel en soit. Mais, la température de l’océan était plus élevée que d’habitude. Ce fait peut expliquer qu’il a été beaucoup plus violent.

La situation actuelle

La description du phénomène El Niño qui se produit en ce moment est déduite d’un communiqué émis par l’Organisation Météorologique Mondiale (OMM). Pour répondre à de nombreuses demandes, l’OMM a réalisé un bulletin d’information sur El Niño (Info-Niño). Les informations proviennent de toute une série de sources scientifiques, notamment de plusieurs grands centres mondiaux de prévisions climatologiques. Pour les internautes, un lien "El Niño information" a été ajouté à la page "Quoi de neuf ?" du site Web de l’OMM.

Depuis juillet 1997, on observe la présence d’eaux chaudes correspondant à un fort épisode d’El Niño. Les températures de la mer en surface dans toutes les parties orientale et centrale du Pacifique équatorial ont augmenté en avril et mai, époque à laquelle les températures baissent dans cette région. En août et en septembre, les températures de l’océan ont atteint des niveaux très élevés dans de nombreux secteurs du Pacifique. Fin novembre, les températures au large du Pérou redevenaient normales, tandis que celles observées à la hauteur de l’Équateur restaient anormalement positives.

De récentes prévisions établies à l’aide d’un modèle donnent à penser que les conditions océaniques correspondant au fort épisode chaud actuel, comparables à celles observées en 1982-1983, se maintiendront encore au début de 1998. Au cours des dernières saisons, plusieurs modèles de prévisions annonçaient l’apparition et la persistance d’El Niño très chaud qui se maintiendrait jusqu’en mars-mai 1998. Ensuite on reviendrait à des conditions normales avec une langue d’eau froide dans la partie orientale du Pacifique équatorial. Les incidences les plus marquées ont été observées dans les régions tropicales et subtropicales ainsi que dans la région orientale du Pacifique sud et dans le centre de l'Amérique du Sud. On observe dans la plus grande partie des régions tropicales du globe des changements spectaculaires concernant les précipitations, lesquelles ont fortement augmenté dans le Pacifique oriental et sont nettement inférieures à la normale dans l'ensemble de l'Indonésie et dans le Pacifique tropical occidental. En Indonésie, de nombreuses régions ont accusé des déficits de précipitations de plus de 400 à 500 mm.

Ces derniers mois, avec en août et septembre une moyenne régionale de 60 mm seulement, comparée à une valeur normale de 180 à 200 mm. Cette sécheresse a contribué à la propagation des énormes incendies de forêts de Sumatra et de Bornéo. La sécheresse liée au phénomène EL Niño pendant les mois de juin à octobre a touché pratiquement toute l'Amérique centrale et le nord de l'Amérique du Sud, et ce déficit pluviométrique s'est étendu vers l'est au-dessus des régions tropicales de l'Atlantique Sud. Plus à l'est, la partie méridionale de l'Afrique de l'Ouest a enregistré des précipitations nettement inférieures à la normale pendant la période juillet-septembre.

Parmi d'autres effets du phénomène EL Niño pendant cette période on peut mentionner :

1) une très forte diminution des tempêtes tropicales et des ouragans dans la partie subtropicale de l'Atlantique Nord ;

2) une extension géographique des conditions propices aux cyclones tropicaux au-dessus de la partie orientale du Pacifique Nord et un prolongement de cette activité bien au-delà du début novembre ;

3) une circulation de la mousson globalement plus faible que la normale dans les couches supérieures de l'atmosphère au-dessus du sous-continent indien, malgré des précipitations généralement proches de la normale dans toute l'Inde cet été.

L’Asie du sud-est a connu depuis le mois de juin une période très sèche, marquée par de grands incendies de forêt et une forte sécheresse. De nombreuses régions ont déjà accusé des déficits de précipitations de 400 à 500 mm au cours des derniers mois. Dans la partie méridionale de l'Afrique de l'Ouest, on note depuis juillet des précipitations anormalement faibles. Cette région avait également enregistré une longue période d'absence de précipitations pendant l'épisode EL Niño 1982-l983.

En Afrique australe, la saison des pluies n'a pas encore commencé dans la plus grande partie de cette région. Depuis la première quinzaine de novembre, l’Afrique orientale enregistre, dans sa partie côtière, des précipitations anormalement. Les experts ne peuvent affirmer avec certitude que les effets du phénomène EL Niño se font sentir sur le continent européen, et rien n'indique pour le moment que les fortes précipitations et les inondations catastrophiques survenues en juillet sont liées au phénomène El Niño. Après le mois de juillet, les tempêtes tropicales et les ouragans.

Dans l'Atlantique, elles ont pratiquement cessé, tandis qu’une zone étendue offre des conditions propices aux ouragans dans la partie orientale du Pacifique Nord. C’est dû notamment à des vents d'ouest à haute altitude anormalement forts s'étendant de la partie orientale du Pacifique Nord à la région sud-ouest du Sahel, en Afrique.

L’Amérique centrale et le nord de l'Amérique du Sud ont connu de juin à octobre des conditions anormalement sèches. La zone à déficit pluviométrique s'étendant au nord-est en direction de l'Afrique de l'Ouest. Dans la plus grande partie australe et centrale de l'Amérique du Sud, les précipitations ont été supérieures à la normale de juin à octobre, et presque toute la partie centrale du continent a enregistré des températures supérieures à la normale. Certains endroits de la partie centrale du Chili ont reçu autant de précipitations en un jour que durant une année normale. Il en est résulté un renforcement des vents associés aux courants jets, imputable au phénomène El Niño, ainsi qu'une augmentation des tempêtes dans les parties centrale et orientale du Pacifique Sud et une nette extension de ces dernières vers l'est, à l'intérieur du continent.

C'est généralement pendant l'hiver et au début du printemps que l'Amérique du Nord enregistre les effets les plus marqués du phénomène El Niño. Toutefois, l'actuel épisode a débuté plus tôt qu'à l'accoutumée et le continent a déjà été touché de plusieurs manières. La persistance de températures anormalement élevées de l'océan au large de la côte occidentale a provoqué l'apparition d'espèces marines inhabituelles, de la Péninsule de la Basse Californie à la côte nord-ouest du Pacifique.

Une autre incidence à relever est la réduction de l'activité des tempêtes tropicales et des ouragans sur la côte est des États-Unis d'Amérique et dans le golfe du Mexique, qui n'ont connu qu'un seul ouragan (Danny) cette année. Dans le même temps, étant donné l'élargissement de la zone offrant des conditions favorables, plusieurs ouragans venus du Pacifique oriental se sont détournés vers le Nord et ont atteint le Mexique, où leur passage a été catastrophique.

Le Canada occidental et la côte nord-ouest des États-Unis d'Amérique ont connu des précipitations supérieures à la normale dues à l'augmentation des tempêtes et au renforcement de l'écoulement vers le littoral. Toutefois, l'on ne sait pas bien si ces conditions sont effectivement liées au phénomène El Niño.

L’Alaska méridional a connu des conditions anormales de chaleur et de sécheresse en raison du même déplacement vers le sud de l'activité tempétueuse et des vents d'ouest qui ont provoqué une augmentation des précipitations au Canada occidental et dans le nord-ouest des États-Unis. En outre, la présence d'eaux océaniques très chaudes est signalée le long de toute la côte méridionale de l'Alaska. Ici encore, on ne sait pas exactement si ces conditions sont liées au phénomène EL Niño.

Le phénomène El Niño est un phénomène naturel avec lequel l’homme doit vivre. Il est souvent la cause de “catastrophes naturelles” mais il peut également être à l’origine d’une diminution de phénomènes dévastateurs. La meilleure connaissance du phénomène et l’amélioration de la qualité de sa prévision sont les meilleurs moyens pour atténuer ses effets néfastes.

Référence : D'après Marc Vandiepenbeeck, IRM, Section Climatologie
Publié sur le site de MeteoBelgique avec l'aimable autorisation de l'auteur.