par Gwendal Rivière

paru dans le Rapport de Recherche de Météo-France 2014 (ISSN : 2116-438X)

La variabilité du vortex stratosphérique polaire, ainsi que celle du jet troposphérique nord Atlantique, sont caractérisées respectivement par différentes phases du Mode stratosphérique Annulaire de l’hémisphère Nord (NAM) et de l’Oscillation Nord Atlantique (NAO  ). La phase positive de la NAO   est accompagnée de périodes douces et humides sur le nord de l’Europe, tandis que la phase négative correspond à un jet décalé vers le sud amenant plus de précipitations sur le sud de l’Europe. En ce qui concerne les phases du NAM, une phase négative est caractérisée par une absence de vortex polaire, alors qu’une phase positive du NAM est caractérisée par un vortex polaire marqué. L’influence de la stratosphère sur la haute troposphère, et plus particulièrement du NAM sur les variations des différentes phases de la NAO  , est un sujet largement débattu depuis une dizaine d’années.

Un cas emblématique est la période de janvier-février 2010, marquée par une transition vers la phase négative de la NAO   après une très longue période de phase positive. Une expérimentation originale de "chirurgie numérique" sur le champ de tourbillon potentiel dans la stratosphère, suivie de prévisions, nous apprend que la suppression du vortex polaire (en fait, la suppression de son tourbillon potentiel) facilite la transition vers la phase négative de la NAO  . Toutefois, ce n’est pas le seul mécanisme possible. Une autre série d’expériences, illustrées par la figure ci-dessous, montre que l’activité synoptique troposphérique dans le Pacifique joue un rôle important : réduire l’amplitude des systèmes synoptiques troposphériques du Pacifique, toujours par "chirurgie numérique", évite la transition autour du 20 janvier.

Sensibilité de la phase NAO   à l’activité synoptique sur le Pacifique. L’événement d’intérêt pour la transition de NAO  + à NAO  - se produit fin janvier 2010 (la courbe rouge affiche l’indice observé par les analyses ARPÈGE). La courbe verte montre que les prévisions à partir du 22 janvier 2010 sont bonnes. Les 3 courbes bleues indiquent que l’annulation de l’activité synoptique sur le Pacifique peut faire évoluer différemment l’indice (ces 3 courbes bleues représentent des expériences basées sur 3 analyses différentes, une analyse ARPÈGE utilisant une fenêtre d’observation de 2 heures, une autre analyse ARPÈGE avec une fenêtre d’observation de 8 heures et ERA-Interim).

On explique ce résultat par la manière dont une dépression qui atteint l’Atlantique, module la NAO   à travers la façon dont elle redistribue une partie de son énergie à son environnement, lors de la phase non-linéaire à la fin de son cycle d’évolution.