Oscillation australe
phénomène météorologique
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L'oscillation australe est un phénomène météorologique découvert au début du XXe siècle par le mathématicien anglais Sir Gilbert Walker, directeur général des observatoires météorologiques des Indes.
| Type |
Phénomène atmosphérique (d) |
|---|---|
| Partie de |
| Emplacement |
Océan Pacifique sud (en), océan Indien |
|---|
Il découvrit que la pression atmosphérique au niveau de la mer oscille régulièrement dans l'océan Pacifique sud entre un « indice haut » et un « indice bas », phénomène que Walker baptisa l'oscillation australe.
Ainsi en novembre, la pression se fait plus forte à l'est de Tahiti qu'à l’ouest. Cette variation de pression le long de l'équateur engendre un déplacement des masses d'air vers l'ouest. À certaines périodes, on observe l'inverse : une pression accrue à l'ouest de Tahiti entraîne un affaiblissement des alizés de surface et un déplacement des masses d'air vers l'est. Cette phase d’indice bas est généralement accompagnée d'un El Niño. L'oscillation australe et le El Niño combinés donnent l'ENSO.
Mécanisme de formation
Circulation de Walker
La circulation atmosphérique dans les Tropiques est celle des cellules de Hadley, soit une circulation directe de l'air en surface vers l'équateur où la convergence crée une bande orageuse appelée la zone de convergence intertropicale. La force de Coriolis est faible à ces latitudes, mais suffisante pour créer une déviation vers l'ouest de la circulation, créant les alizés (du nord-est dans l'hémisphère nord et du sud-est dans celui du sud).
Les effets locaux sont cependant très importants, modulent la circulation et créent des sous-cellules. Ces dernières sont influencées par la différence de friction des surfaces, par la capacité d'absorption et de relâchement différentielle de chaleur entre les océans et la terre, ainsi que par le cycle diurne d'ensoleillement. À grande échelle, ce cycle diurne peut devenir saisonnier ou même pluriannuel. La cellule du Pacifique, entièrement océanique, est particulièrement importante. On lui a donné le nom de cellule de Walker en l'honneur de Sir Gilbert Walker, directeur au début du XXe siècle des observatoires météorologiques d'Inde. Il essaya de trouver un moyen de prédire les vents de mousson. Bien qu'il ne réussît pas, son travail le conduisit à la découverte d'une variation périodique de pression entre les océans Indien et Pacifique, qu'il dénomma l'oscillation australe.
Le courant de Humboldt, venant de l'Antarctique, refroidit la côte de l'Amérique du Sud. Il y a donc une grande différence de température entre l'ouest et l'est de ce vaste océan, qui donne lieu à une circulation directe semblable à celle de Hadley. On note de la convection dans la partie ouest du Pacifique, près de l'Asie et de l'Australie et de la subsidence dans un anticyclone le long de la côte de l'Amérique du Sud. Ceci crée une forte circulation de retour par l'est qui produit un effet de sèche : le niveau de la mer est de 60 cm plus haut dans le Pacifique Ouest que dans l'Est.
Effondrement de la cellule
La compréhension du phénomène El Niño et de l'oscillation australe repose principalement sur le comportement de la cellule de Walker. Si l'activité convective dans le Pacifique Ouest baisse (c’est-à-dire la montée d’air chaud et humide qui forme des nuages et des pluies), pour des raisons mal comprises, la cellule se désagrège tel un château de cartes. Le déplacement de l’air en altitude vers l’est ralentit ou s’arrête, ce qui réduit l’arrivée d’air plus frais vers le Pacifique Est et affaiblit aussi les vents de surface.
Cela permet à l’eau chaude accumulée dans le Pacifique Ouest de se déplacer vers l’est, en direction de l’Amérique du Sud. Ce mouvement réchauffe la surface de l’océan dans cette zone et perturbe les courants marins. En conséquence, la répartition des nuages et des précipitations est modifiée, ce qui entraîne des conditions climatiques inhabituelles dans plusieurs régions du monde, notamment en Amérique, en Australie et en Afrique du Sud-Est.
Parallèlement, dans l'Atlantique, les vents d'altitude venant de l'ouest qui sont habituellement entravés par le cycle de Walker ont désormais la possibilité de se renforcer de manière atypique. Ces vents puissants interrompent les colonnes montantes d'air humide des orages qui s'organisent normalement en ouragans, réduisant ainsi leur nombre.
Renforcement de la cellule
L'opposée du El Niño est La Niña. Dans ce contexte, les vents prédominants (les alizés) s'intensifient et propulsent davantage les eaux chaudes vers l'ouest du Pacifique. Ceci renforce ce qu'on nomme la cellule de Walker, qui est une vaste circulation d'air au-dessus du Pacifique : l'air chaud s'élève vers l'ouest (vers l'Asie), puis redescend en altitude vers l'est avant de se rétracter près de l'Amérique du Sud. Cette action amplifiée stimule la circulation des eaux froides le long des rives sud-américaines, aussi appelée remontée d'eau profonde, qui regorgent de nutriments, ce qui rend la pêche très abondante. En revanche, comme l’air descend près de ces côtes, cela limite la formation de nuages et de pluie, ce qui entraîne des périodes de sécheresse. À grande échelle, La Niña est aussi associée à des hivers plus froids en Amérique du Nord et à une activité cyclonique plus importante dans l’Atlantique.
Indice de l'oscillation australe
La circulation de Walker crée une variation de pression entre la zone de subsidence dans l'est du Pacifique (haute pression) et celle de mouvement ascendant dans l'ouest (basse pression). En suivant cette variation, les météorologues peuvent donc suivre la phase dans laquelle se trouve le système. La force de l'oscillation australe est donc mesurée par un indice qui est une mesure de la variation mensuelle de la différence de pression de surface moyennée entre Tahiti et Darwin (Australie)[1] ou tout autre doublet de stations de pression entre l'est et l'ouest du Pacifique.
Dans le détail, l'indice d'oscillation australe (IOA) est calculé mois après mois selon la formule[1] :
où :
- est la différence entre la pression atmosphérique moyenne (pour le mois considéré) au niveau de la mer à Tahiti moins la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer à Darwin (Australie) en pascals ;
- est la différence entre la pression atmosphérique moyenne (à long terme) au niveau de la mer à Tahiti moins la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer à Darwin (Australie) en pascals ;
- est l'écart-type moyen à long terme du mois considéré en pascals.
Cet indice est généralement compris entre -35 et +35. Une valeur négative persistante de cet indice indique la venue d'un épisode du El Niño. Ceci est accompagné d'un réchauffement des températures océaniques de surface dans le centre et l'est de l'océan Pacifique ainsi que d'une diminution de la force des alizés. Des phénomènes météorologiques inhabituels se produisent alors dans tout le Pacifique : sécheresse dans les régions habituellement humides, fortes pluies dans les régions sèches, cyclones dans le Pacifique central (Polynésie française). Une valeur positive persistante est, elle, accompagnée du phénomène inverse de La Niña.
