Réchauffement de la stratosphère au printemps

Publié par Isabelle le 16/01/2022 à 13:00
Source: CNRS INSU
La communauté scientifique s'intéresse de plus en plus aux échauffements stratosphériques1. En effet, plusieurs études ont montré qu'ils ont un impact sur la météorologie au sol et que leur prise en compte dans les modèles permet d'améliorer les prévisions météorologiques saisonnières. Les échauffements stratosphériques sont des évènements dynamiques spectaculaires au cours des quels la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) de la stratosphère (La stratosphère est la seconde couche de l'atmosphère terrestre, se situant au-dessus de la...) polaire peut augmenter de plusieurs dizaines de degrés en plein milieu de l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) sous l'effet des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) planétaires générées dans la troposphère (La troposphère est la partie de l'atmosphère terrestre située entre la surface du globe et une...), conduisant à la destruction du vortex polaire.


Evolution (a) de la température polaire et (b) du vent zonal à 60°N pour le composite dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...) foncé et le composite radiatif en orange. La ligne noire pointillée représente l'évolution moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) sur les 70 ans de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...). © LATMOS/CNRS

Cette nouvelle étude publiée dans Communications Earth & Environment s'appuie sur 71 ans de données stratosphériques dans l'hémisphère Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) de la réanalyse ERA5 du Centre européen de prévision météorologique (La prévision météorologique est une application des connaissances en...) à moyen terme. Elle montre que l'inversion de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) zonale au début du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) peut être douce et tardive, principalement contrôlée par le réchauffement radiatif solaire de la région polaire, ou précoce et abrupte avec une augmentation rapide de la température polaire et une décélération rapide du vent zonal, forcées par l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) des ondes planétaires, similaire à échauffement stratosphérique soudain de milieu d'hiver.

Ainsi, deux composites ont été construits en regroupant 20 années présentant une transition douce (composite ESF radiatif) et 20 années présentant une transition abrupte (composite ESF dynamique). La figure montre une différence très significative entre les deux composites dans l'évolution au cours de l'année (Une année est une unité de temps exprimant la durée entre deux occurrences d'un évènement lié...) de la température polaire et du vent zonal à 60°N. Cette étude montre que l'état du vortex polaire un mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps...) donné est anticorrélé avec son état 2 à 3 mois plus tôt. Le début de l'hiver est anticorrélé avec le milieu de l'hiver et le milieu de l'hiver avec la fin de l'hiver et le début du printemps. La stratosphère d'été garde la mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) de son état en avril-mai après l'ESF jusqu'à fin juin. Ces résultats pourraient aider à améliorer les prévisions météorologiques saisonnières.

Notes:
1 - La direction du vent stratosphérique s'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...) entre l'hiver et l'été. En hiver la région polaire se refroidit en l'absence de rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement...) et il se forme une large dépression appelée vortex polaire autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de laquelle les vents soufflent d'ouest (L’ouest est un point cardinal, opposé à l'est. C'est la direction vers laquelle se...) en est. Quand le soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) revient et réchauffe l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) polaire au printemps, le vortex polaire disparaît et laisse la place à un anticyclone (Un anticyclone est une zone de circulation atmosphérique autour d'un centre de haute pression....) autour duquel les vents soufflent d'est en ouest. La transition entre le régime de vents d'ouest en hiver et de vents d'est en été est appelée "échauffement stratosphérique final (ESF)".


Pour en savoir plus:
Hauchecorne, A., Claud, C., Keckhut, P. et al. Stratospheric Final Warmings fall into two categories with different evolution over the course (Course : Ce mot a plusieurs sens, ayant tous un rapport avec le mouvement.) of the year. Commun Earth Environ 3, 4 (2022).

Contact:
Alain Hauchecorne - Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...) Spatiales (LATMOS/CNRS) - Alain.Hauchecorne at latmos.ipsl.fr
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