El-Niño au cours de l'Holocène: observations et simulations
Publié par Adrien le 27/12/2015 à 00:00
Source: CNRS-INSU
Le devenir, dans le contexte climatique actuel, de la variabilité climatique ENSO (El Niño southern oscillation) et la façon dont elle répond à différentes perturbations externes est une question qui est toujours au coeur du débat scientifique. Une équipe internationale vient de réaliser la première reconstruction, à l'échelle du bassin Pacifique, de cette variabilité climatique à partir d'un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire,...) marines à haute résolution couvrant différents intervalles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de l'Holocène. Cette base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif...) unique leur a également permis de montrer que les modèles utilisés pour anticiper les changements climatiques futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) ne sont pas encore capables de reproduire les variations passées de cette variabilité.

De nombreuses interrogations demeurent sur la façon dont la variabilité climatique saisonnière et interannuelle ENSO (ENSO est un acronyme composé à partir des termes El Niño et Southern Oscillation (oscillation australe). C'est un phénomène climatique et océanographique reliant le phénomène El Niño et...) (El Niño southern (Southern est le nouveau nom de la concession ferroviaire, initialement exploitée par Connex South Central, desservant les lignes du sud de Londres, du Surrey et du Sussex à partir des gares londoniennes...) oscillation) est modifiée par différentes perturbations naturelles, comme celles liées aux modulations du rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques...) induites par les variations lentes des paramètres orbitaux de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes....).

Dans le cadre du Paleoclimate modeling intercomparison project (PMIP) et du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours...) ANR ELPASO (2011-2015), les chercheurs d'une collaboration internationale ont mis en commun leurs données à haute résolution issues de l'analyse de squelettes de coraux et de coquilles de mollusques prélevés dans tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'océan Pacifique (L'océan Pacifique, qui s'étend sur une surface de 180 000 000 km², est l'océan le plus vaste du globe terrestre. Il comprend entièrement l'Océanie et quelques autres îles et archipels qui traditionnellement font partie...) tropical et couvrant différents intervalles de temps de l'Holocène (derniers 10 000 ans). Ces données se rapportaient aux mesures des variations de la composition isotopique de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) dans ces squelettes et coquilles, lesquelles reflètent les variations des conditions environnementales du milieu, comme la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux...) et la salinité. Les chercheurs ont rassemblé et analysé ces données en attachant une importance particulière aux sources d'incertitude provenant de la datation, de la durée de vie (La vie est le nom donné :) relativement courte des coraux et mollusques et de la façon de définir la variabilité interannuelle.

Les chercheurs ont ainsi pu reconstruire les variations d'ENSO. Leur résultats confirment ceux d'études récentes réalisées avec des données de même type mais plus éparses dans le temps ou dans l'espace, à savoir que:
- la variabilité ENSO a été en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres...) plus faible qu'actuellement durant l'Holocène, la période actuelle n'ayant pas d'équivalent au cours de l'Holocène sauf pour certains sites au début de l'Holocène ;
- la période ayant connu l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) d'ENSO la plus réduite se situait entre -5000 et -3000 ans ce qui ne correspond pas à ce qui est attendu d'une réponse d'ENSO au changement de forçage solaire durant cette période et laisse de ce fait supposer l'existence d'autres causes à cette variabilité.


Relation entre les changements normalisés de la variabilité d'ENSO et de l'amplitude saisonnière, pour les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) au cours de l'Holocène (haut) et pour les simulations de l'Holocène moyen (bas), en considérant les résultats obtenus dans les trois régions (est, centre et ouest) de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence...) Pacifique tropical.
Les chercheurs ont comparé leurs résultats à ceux des simulations du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) de l'Holocène moyen réalisées par différents groupes de modélisation et mises à disposition dans le cadre du projet PMIP3. Pour l'intervalle de temps de ces simulations (entre -5500 et -7500 ans), les données indiquent une diminution de l'amplitude d'ENSO de 66 % au centre du bassin, de 50 % à l'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se couche le Soleil à l'équinoxe, le couchant (ou ponant).) et de 33 % à l'est. En revanche, si la plupart des simulations produisent une diminution de l'amplitude d'ENSO dans le centre du bassin Pacifique, celle-ci est très inférieure à celles qu'indiquent les données. Les simulations ne présentent en effet qu'une probabilité (La probabilité (du latin probabilitas) est une évaluation du caractère probable d'un évènement. En mathématiques,...) de 3 à 15 % de produire au centre du Pacifique une réduction d'ENSO équivalente à celle indiquées par les données. Il s'avère de même que la plupart des simulations ne rendent pas compte de façon correcte de l'accentuation des saisons indiquée par les données sur cette période, en suggérant notamment une relation inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1 désigne...) entre l'amplitude saisonnière et l'amplitude d'ENSO qui n'est pas présente dans les données.

Ces résultats indiquent que les modèles ne représentent encore pas de façon correcte les relations entre les perturbations liées au forçage solaire, les modifications de l'état moyen du Pacifique et l'amplitude des saisons, en raison du manque de connaissance concernant la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un...) sous-jacente au phénomène ENSO. Les causes de la nature chaotique de ce phénomène de la plus haute importance pour la société restent donc encore à trouver....
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