Oscilație aproape bienală

Oscilație cvasi - bienala ( OQB ) este o schimbare oscilatorie direcția vântului în stratosferă ecuatorial, până la aproximativ 12 de grade de la Ecuator având o perioadă cuprinsă între 24 și 30 de luni (26 la 29 de luni & Akstinas al în 2015.); 28 luni în medie.

Vânturile își schimbă mai întâi direcția generală de la vest la est și invers, în vârful stratosferei la aproximativ 30 km altitudine. Schimbarea se propagă în jos cu o rată de 1  km pe lună, dar scade când atinge 23 km altitudine. Această propagare este mai neregulată cu vânturile de est și amplitudinea acestei schimbări este de două ori mai mare decât cea a vânturilor de vest.

În 2015, oamenii de știință de la Institutul Max Planck au publicat un articol despre o anomalie pe scară largă în acest ciclu, niciodată observat de când există măsurători, adică în jur de 60 de ani, și au pus sub semnul întrebării influența încălzirii globale asupra acestui ciclu .

Teorie

OQB a fost descoperit în anii 1950 datorită radiosondelor , dar nu a fost găsită nicio explicație în acel moment. Datele au arătat că nu au legătură cu o variație anuală ca și alte schimbări din stratosferă.

În anii 1970 , Lindzen și James R. Holton au observat că oscilația provine din undele atmosferice originare din troposfera tropicală, propagându-se în sus și care se disipă în stratosferă prin răcire radiativă. Natura exactă a mecanismului a făcut obiectul multor ipoteze. Recent, undele gravitaționale au fost recunoscute ca fiind unul dintre factorii majori.

Efecte

Oscilația aproape bienală permite amestecarea anumitor aerosoli (inclusiv distrugători ai stratului de ozon), a gazelor atmosferice și în special a ozonului stratosferic al vaporilor de apă care ne protejează de razele UV solare și modificarea zonelor de precipitații musonice . De asemenea, influențează circulația atmosferică a emisferei nordice în timpul iernii, când stratosfera se încălzește prin inversarea bruscă a vortexului polar și influențează compoziția vortexului Antarcticii.

O legătură cu fenomenul ENSO a fost, de asemenea, stabilită în 2015 de Xue & al. și colegii săi

Anomalie 2015-2016

De la descoperirea sa, ciclul descris mai sus a prezentat întotdeauna (timp de 60 de ani) o regularitate mare, până la punctul de a fi considerat o stabilizare constantă a atmosferei în modele atmosferice și meteorologice.

Cu toate acestea, la sfârșitul anului 2015, NASA a observat o anomalie pe scară largă (întreaga zonă tropicală a emisferei nordice era în cauză), care a durat aproximativ 6 luni.

Debutul anomaliei a fost raportat în februarie 2016de oamenii de știință însărcinați cu studierea măsurătorilor raportate de un balon meteo peste Singapore . O bandă de vânturi de est a apărut așa cum era de așteptat peste zona de vest, dar a fost întreruptă la sfârșitul anului 2015 de o nouă bandă de vânturi de vest apărută dedesubt, împiedicând QBO să-și finalizeze ciclul. Destul de neașteptat, vânturile de vest, în loc să se slăbească pe măsură ce coborau la o altitudine de aproximativ 10 mile pentru a face loc unei noi coroane de vânturi de est, s-au ridicat la altitudine împiedicând formarea vânturilor de est ca de obicei și vânturi de est niciodată văzute până acum a apărut mai jos (zona 40  hPa ) în stratosferă. Această anomalie a durat aproximativ 6 luni. Îniulie 2016, situația părea să fi revenit la normal. NASA studiază această anomalie pentru a găsi cauzele ( El Niño, care a fost deosebit de puternic în 2016 și / sau schimbările climatice ar putea fi implicate, dar acest lucru este de confirmat).

Posibile consecințe

• O consecință directă ar putea fi o perturbare a prognozelor sezoniere, deoarece această anomalie nu este prezisă de modelele meteo clasice care se bazează pe QBO pentru prognozele lor pe termen mediu (prognoze sezoniere) și care o consideră unul dintre stabilizatori.climatul global. Într-adevăr, dacă QBO se referă la zona tropicală, aceasta afectează indirect vremea lumii, prin influența sa asupra circulației maselor de aer la altitudini mari și la latitudini mari (până deasupra polilor, după cum arată efectele sale asupra găurii de ozon . circulația anumitor poluanți (inclusiv a celor care afectează ozonul) ar putea fi, de asemenea, afectată. Această deviere neașteptată a QBO, chiar dacă situația pare să fi revenit la normal în 6 luni este „un fel de șoc” pentru prognozatorii care ar putea pierde o parte din capacitatea lor pentru a prezice vremea. „Toate manualele privind prognoza meteo trebuie rescrise”, spune Kevin Hamilton, un om de știință atmosferic la Pacific Research Center din Hawaii (Honolulu) și coautor al unui studiu publicat în revista Science .
• QBO pare să moduleze oscilația nord-atlantică , care controlează ea însăși meteorologia europeană. Când vânturile QBO sunt într-o fază de vest, presiunea joacă asupra Atlanticului de Nord tind să fie mai extreme, întărind unele vânturi; Europa de Nord , atunci poate ști perioade mai calde, ierni furtunoase și inundații (inclusiv Marea Britanie ). Revenirea anormală a vânturilor de vest la altitudini mari ar putea anunța o altă iarnă mai furtunoasă, potrivit lui Scott Osprey, climatolog la Universitatea din Oxford (Marea Britanie) și autor principal al studiului.
• Schimbarea climatică nu este , probabil , sursa primară de această anomalie, dar ar putea fi exacerbat unele lanțuri de reacții atmosferice. „Nu se poate întâlni un fenomen atât de nou fără a întreba dacă nu este într-o oarecare măsură un efect al schimbărilor climatice”, comentează Anne Smith (care studiază atmosfera la Centrul Național de Cercetări Atmosferice din Boulder  , Colorado). Autorii primului studiu publicat pe această temă (Osprey și colab. 2016) se tem că încălzirea globală va încetini QBO și o va face mai vulnerabilă la viitoarele perturbări. Aceasta este ceea ce sugerează unul dintre cele trei modele climatice pe care le-au studiat. Un scenariu de schimbări climatice extreme care prezice o încălzire de aproximativ 3,7  ° C înainte de sfârșitul anului 2016 sugerează perturbări QBO care pot apărea de până la trei ori pe secol. Dacă încălzirea este într-adevăr de vină în această anomalie, s-ar putea să nu fie ultima.

Ipoteze explicative

• Vinovatul ar putea fi El Niño din iarna 2015, din două motive: a adus ape neobișnuit de calde în estul Pacificului ecuatorial; de asemenea, a modificat valurile atmosferice și condițiile meteorologice mult dincolo de tropice. 2014 și 2015 au fost din nou ani record în termeni de căldură.
• O altă posibilitate, poate în legătură cu cea anterioară, ar fi că ar fi implicată o altă anomalie sau chiar un factor declanșator: o „pâlpă” de apă fierbinte „ din nordul Oceanului Pacific observată din 2013 a contribuit la încălzirea stratosferică anormală ( iernile 2013-2014 și 2015-2016) în latitudinile înalte ale emisferei nordice.

Bibliografie

• (ro) DG Andrews , JR Holton și CB Leovy , Middle Atmosphere Dynamics , Academic Press ,1987, 489  p.
• (ro) Deputatul Baldwin , „  Oscilația aproape-bienală  ” , Rev. Geofizi. , n o  39,2001, p.  179–229

Vezi și tu

Articole similare

• Oscilația Atlanticului de Nord
• Oscilația arctică

linkuri externe

• Grafică, filme și explicații suplimentare ale teoriei
• Date radiosonde (1953-2001)

Bibliografie

• Richard Swinbank, Alan O'Neill (1994) Oscilații aproape bienale și semi-anuale în câmpuri ecuatoriale de vânt construite prin asimilarea datelor  ; Scrisori de cercetare geofizică, 21 (19), 2099-2102, publicate la15 septembrie 1994( rezumat )
• Deputat Baldwin, LJ Gray, TJ Dunkerton, K. Hamilton, PH Haynes, WJ Randel, JR Holton, MJ Alexander, I. Hirota, T. Horinouchi, DBA Jones, JS Kinnersley, C. Marquardt, K. Sato, M. Takahashi (2001), Oscilația cvasi-bienală ,Mai 2001
• Holt LA, Joan Alexander M, Coy L, Molod A, Putman W & Pawson S (2016) Undele tropicale și oscilația cvasi-bienală într-o simulare climatică globală de 7 km . Journal of the Atmospheric Sciences, (2016) ' rezumat ).
• McCormack, JP, Eckermann, SD și Hogan, TF (2015). Generarea unei oscilații cvasi-bienale într-un model NWP utilizând o parametrizare de tragere a undelor gravitaționale stochastice. Revizuire meteo lunară, 143 (6), 2121-2147 ( rezumat ).
• Naujokat B (1986) O actualizare a oscilației cvasi-bienale observate a vânturilor stratosferice peste tropice . Journal of the Atmospheric Sciences, 43 (17), 1873-1877.
• C. Peña-Ortiz, R. García-Herrera, P. Ribera, N. Calvo (2008) Asimetriile emisferice în semnătura oscilației cvasibiennale pe circulația stratosferică la latitudine medie până la mare  ; publicat pe5 decembrie 2008
• Katrin M. Nissen, Peter Braesicke, Ulrike Langematz (2000) QBO, SAO și unde tropicale în Berlin TSM GCM: Sensibilitate la radiații, rezoluție verticală și convecție  ; publicat pe1 st octombrie 2000
• Marilyn Raphael (2003) O posibilă influență a oscilației cvasi-bienale tropicale asupra variabilității circulației extratropicale în emisfera sudică , publicată pe21 noiembrie 2003
• Sau J & Du A (2015) Variația cvasi-bienală în câmpul geomagnetic: o caracteristică globală analizată .
• Randel, WJ, Holton, JR, Alexander, MJ, Hirota, I., Horinouchi, T., Jones, DBA, ... & Takahashi, M. (2001), [Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-1738, 2016 EGU Adunarea Generală 2016 ( rezumată în CC-BY-SA 3.0) Oscilația cvasi-bienală . Rev Geophys, 39 (179230), 1520-0469.
• Trenberth KF (1980). Oscilații cvasi-bienale atmosferice . Revizuirea lunară a vremii, 108 (9), 1370-1377.
• Xue, X., Chen, W., Chen, S. și Zhou, D. (2015). Modularea legăturii dintre ENSO de iarnă boreală și vârful din Asia de Sud în vara următoare prin oscilația cvasi - bienală stratosferică. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120 (15), 7393-7411 ( abstract ).

Note și referințe

1. (ro) Organizația Meteorologică Mondială, "  oscilația bienală a vântului  " , glosar meteo , Eumetcal (accesat la 18 februarie 2009 )
2. (în) V. Akstinas și A. Bukantis , „  Efectul de oscilație aproape bianuală este indicatorii climatici: caseta Lituaniei.  » , Baltica , vol.  28, n o  1,2015( DOI  10.5200 / baltica.2015.28.03 , citiți online [PDF] ).
3. (în) S. Schirber , E. Manzini , T. Krismer și domnul Giorgetta , "  Oscilația cvasi-bienală într-un climat mai cald: sensibilitate la diferite parametrizări ale undei gravitaționale  " , Climate Dynamics , vol.  45, n os  3-4,2015, p.  825-836 ( DOI  10.1007 / s00382-014-2314-2 , citiți online ).
4. Florent Beucher , Manual de meteorologie tropicală: de la vânturile alizee la ciclon , t.  1, Météo-France ,25 mai 2010( ISBN  978-2-11-099391-5 , prezentare online , citit online [PDF] ) , cap.  7 secțiunea 7.2.2 ("Undele ecuatoriale și" oscilațiile "tropicale" prinse "), p.  333-335
5. Dunkerton TJ (1997) Rolul undelor gravitaționale în oscilația cvasi-bienală . Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 102 (D22), 26053-26076.
6. Brinkhoff, LA, Rozanov, A., Hommel, R., von Savigny, C., Ernst, F., Bovensmann, H. și Burrows, JP (2015). Zece ani SCIAMACHY Aerosol stratosferic Înregistrarea datelor: Semnătura circulației secundare meridionale asociate cu oscilația aproape-bienală . În Către o abordare interdisciplinară în știința sistemului pământului (pp. 49-58). Editura Springer International.
7. Hommel, R., Timmreck, C., Giorgetta, MA și Graf, HF (2015). Oscilația cvasi-bienală a stratului tropical de aerosoli stratosferici . Chimie și fizică atmosferică, 15, 5557-5584.
8. Tao, M., Konopka, P., Ploeger, F., Riese, M., Müller, R. și Volk, CM (2015). Impactul încălzirilor majore stratosferice și oscilația cvasi - bienală asupra variabilității vaporilor de apă stratosferici . Scrisori de cercetare geofizică, 42 (11), 4599-4607.
9. Strahan, SE, Oman, LD, Douglass, AR și Coy, L. (2015). Modularea compoziției vortexului Antarcticii prin oscilația cvasi - bienală. Scrisori de cercetare geofizică, 42 (10), 4216-4223 ( Link )
10. Xue, X., Chen, W., Chen, S. și Zhou, D. (2015). Modularea legăturii dintre ENSO de iarnă boreală și vârful din Asia de Sud în vara următoare prin oscilația cvasi - bienală stratosferică. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120 (15), 7393-7411 ( rezumat )
11. Newman PA & al. (2016) Schimbarea anormală în QBO în 2015-2016 Scrisori de cercetare geofizică (29 august 2016) https://dx.doi.org/10.1002/2016GL070373
12. Matson B (2016) O întrerupere fără precedent a stimulatorului cardiac al atmosferei prezice iarna umedă pentru Europa Știri publicate de revista Science în data de 08.09.2016, consultate 2016-09-10
13. Scott M. Osprey, Neal Butchart, Jeff R. Knight, Adam A. Scaife, Kevin Hamilton, James A. Anstey, Verena Schenzinger, Chunxi Zhang4 (2016) O neașteptată întrerupere a oscilației cvasi-bienale atmosferice  ; Știință 08 septembrie 2016: DOI: 10.1126 / science.aah4156 ( rezumat )
14. „warm blob” pentru vorbitorii de limbă engleză, a se vedea: Bond NA, Cronin MF, Freeland H & Mantua N (2015), Cauze și impacturi ale anomaliei calde din 2014 în NE Pacific . Geofizi. Rez. Lett. , 42, 3414-3420, doi: 10.1002 / 2015GL063306 ... și Hartmann DL (2015) Temperatura suprafeței mării din Pacific și iarna anului 2014 . Geofizi. Rez. Lett., 42, 1894-1902, doi: 10.1002 / 2015GL063083 citat de variațiile US Clivar