Banquise, jet stream et changement du climat

[Kev]

Je n'ai pas accès au lien de thib91 mais est-ce que la cause ne serait pas dû à une anomalie de SST dans l'atlantique nord?

https://www.tameteo.com/actualites/science/climat-la-fonte-des-glaces-du-groenland-pourrait-provoquer-des-canicules-en-europe-cela-va-t-il-se-produire-cet-ete-vagues-de-chaleur-alerte.html

Cela avait déjà été évoqué dans les messages précédents.

 

Et le petit schéma qui va bien, que je remets ici :

 

 

Source : https://wcd.copernicus.org/articles/5/109/2024/

[Higurashi]

il y a une heure, Kev a dit :

Je n'ai pas accès au lien de thib91 mais est-ce que la cause ne serait pas dû à une anomalie de SST dans l'atlantique nord?

 

À l'échelle climatique, les modèles sont bons sur l'évolution des SST mais ne parviennent pas à reproduire la tendance au renforcement du talweg atlantique, donc le lien n'est pas évident.

Mais s'il y a une forte sensibilité à l'emplacement et à la structure des gradients...

 

[psncf]

Il y a 3 heures, Kev a dit :

Je n'ai pas accès au lien de thib91 mais est-ce que la cause ne serait pas dû à une anomalie de SST dans l'atlantique nord?

https://www.tameteo.com/actualites/science/climat-la-fonte-des-glaces-du-groenland-pourrait-provoquer-des-canicules-en-europe-cela-va-t-il-se-produire-cet-ete-vagues-de-chaleur-alerte.html

Cela avait déjà été évoqué dans les messages précédents.

 

Et le petit schéma qui va bien, que je remets ici :

 

 

Source : https://wcd.copernicus.org/articles/5/109/2024/

Pourtant le lien fonctionne très bien :

 

 

Les profondes dépressions estivales augmentent sur l’est de l’Atlantique Nord

 

Fabio D'Andrea, Jean-Philippe Duvel, Gwendal Rivière, Robert Vautard, Christophe Cassou, Julien Cattiaux, Dim Coumou, Davide Faranda, Tamara Happé, Aglaé Jézéquel, Aurelien Ribes, Pascal Yiou

Première publication:04 mars 2024

 

https://doi.org/10.1029/2023GL104435

 

SECTIONS

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OUTILS

 

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Abstrait

Il a été démontré que les dépressions profondes de la troposphère moyenne en été sur l'Atlantique Nord ont fortement augmenté dans la région orientale et ont fortement diminué dans la région ouest de l'Atlantique Nord. Cette évolution est liée à un changement de baroclinicité à l'ouest de l'océan Atlantique Nord et sur la côte nord-américaine, probablement dû à l'augmentation de la température de surface à cet endroit. Les profondes dépressions dans l’est de l’Atlantique Nord sont liées à un modèle de température typique des épisodes de chaleur extrême dans la région. La même analyse est appliquée à un échantillon de résultats du modèle CMIP6, et aucune tendance de ce type n’est trouvée. Cette étude suggère un lien entre l’augmentation observée des épisodes de chaleur extrême estivale dans la région et l’augmentation du nombre de dépressions atlantiques. L’incapacité des modèles CMIP6 à reproduire ces événements peut donc également résider dans une reproduction incorrecte de cette spécificité de la dynamique atmosphérique des latitudes moyennes.

Points clés

 

• Les occurrences de dépressions profondes ont considérablement augmenté sur le côté est et diminué sur le côté ouest de l'Atlantique Nord.

• Les dépressions profondes sont liées à des températures de surface élevées en Europe continentale occidentale, mais ont peu d'impact sur le réchauffement moyen.

• Les modèles climatiques mondiaux ne parviennent pas à reproduire correctement les tendances observées dans les dépressions profondes

 

Résumé en langage simple

Les températures extrêmes en Europe occidentale augmentent rapidement et les modèles climatiques mondiaux actuels ne sont pas en mesure de reproduire cet excès. Il existe différentes hypothèses pour expliquer cet écart. La première est que la dynamique atmosphérique à grande échelle, responsable de la météo locale, n'est pas correctement représentée par les modèles : en effet, il a été démontré que la fréquence et l'amplitude de certains phénomènes météorologiques spécifiques sont insuffisamment reproduites, notamment en été. Ici, nous étudions l’un de ces phénomènes, à savoir les dépressions profondes transitoires, ou cyclones extratropicaux, qui traversent le bassin atlantique. Une augmentation significative du nombre de ces événements se produit en été dans la région de l'Atlantique Nord, au large des côtes occidentales de l'Europe. Les dépressions dans cette région s'accompagnent de températures élevées en Europe occidentale continentale. Un ensemble de modèles climatiques de pointe sont également analysés et aucun d'entre eux n'est capable de reproduire correctement la fréquence des dépressions profondes ni leur large tendance, ce qui suggère une origine commune avec la prévision insuffisante des épisodes de chaleur extrême en Europe occidentale. Il convient de faire preuve d’une grande prudence lors de l’analyse des prévisions de changement climatique dans la région, et encore plus lors de l’étude des changements dans des phénomènes dynamiques complexes.

 

1. Introduction

Le climat se réchauffe rapidement en Europe occidentale. En France métropolitaine, par exemple, les températures moyennes journalières estimées sur la période 1950-2022 montrent une augmentation de plus de 1,5°C en réponse au changement climatique (Ribes et al.,  2022 ), et les températures maximales moyennes journalières dans la région ont été mesurées comme augmentant deux à trois fois plus que la moyenne mondiale (Vautard et al.,  2023 ). Plus particulièrement, les vagues de chaleur se multiplient, comme l'illustrent plusieurs événements sans précédent au cours des 20 dernières années, avec un certain nombre de températures record observées dépassant celles attendues dans un climat stationnaire (Bador et al.,  2016 ). Alors que les projections climatiques montrent une augmentation des températures extrêmes en Europe occidentale avec le changement climatique, l'amplitude n'est capturée que par très peu de simulations climatiques actuelles (Boé et al.,  2020 ; Ribes et al.,  2022 ; van Oldenborgh et al.,  2009 , 2022 ).

Il est de plus en plus évident que ce réchauffement amplifié est le résultat de changements dans la circulation atmosphérique. En utilisant des analogues de circulation, Vautard et al. ( 2023 ) ont distingué des modèles atmosphériques susceptibles d'expliquer un tel écart, où des systèmes de gradient de pression zonaux à grande échelle améliorent le flux vers le sud et les conditions anticycloniques sur le continent. Faranda et al . ( 2023 ), toujours par une approche analogique sur données historiques, comme le schéma avec la plus forte augmentation de fréquence dans la région, toujours liée aux températures extrêmes. L’advection vers le sud n’est pas le seul mécanisme susceptible d’expliquer comment les dépressions atlantiques peuvent provoquer un réchauffement de l’Europe continentale. Sur une étude de cas de canicule, Zschenderlein et al. ( 2019 ) ont montré que les crêtes de la haute troposphère sur le flanc est d'une dépression peuvent prévaloir sur l'advection horizontale de la température, via un chauffage adiabatique accru par subsidence, ou également par un chauffage diabatique en surface. En effet, ces derniers temps, un certain nombre de dépressions persistantes au large de la côte atlantique européenne ont accompagné des températures élevées, voire record, à différents endroits du continent. Les événements de juin 2019 et juillet 2022 ont fait la une de la grande presse. Le réchauffement diabatique dans la trajectoire de la tempête en amont d'un anticyclone bloquant peut également apporter de la chaleur supplémentaire dans les couches supérieures du bloc, comme lors de la vague de chaleur Pacifique-Nord-Ouest américain de 2021 (Schumacher et al.,  2022 ).

Motivés par les travaux ci-dessus, nous développons un algorithme objectif simple pour compter et caractériser les dépressions profondes, et nous l'appliquons à la région atlantique/européenne en été. L'objectif de cet article est d'étudier les aspects synoptiques des dépressions et leur évolution à long terme dans des données réanalysées et modélisées à jour. L’analyse de leur lien physique précis avec les vagues de chaleur est reportée à un prochain article. Dans la littérature antérieure, les dépressions extratropicales sont comparativement moins étudiées en été, et jamais dans le contexte d'événements de températures élevées en Europe ; une revue peut être trouvée dans Feser et al. ( 2015 ). Dans la section  2 , l'algorithme est décrit en détail, ainsi que les données utilisées. Dans la section  3 , l'algorithme est appliqué aux champs géopotentiels réanalysés pour l'ensemble de la région de l'Atlantique Nord et les résultats sont comparés à la trajectoire des tempêtes et à la baroclinicité. Dans la section  4 , l'attention se concentre sur la région de l'Atlantique Est où l'on constate la plus forte évolution du nombre de dépressions ; des composites de température sont également présentés. Dans la section  5 , un ensemble de résultats de modèles climatiques mondiaux est analysé avec la même méthodologie. La section  6 est l'endroit où les résultats sont résumés et discutés avec quelques détails.

2 Données et méthodes

Les données réanalysées de l'ERA5 (Hersbach et al.,  2023 ) sont utilisées pour les mois d'été du nord de juin, juillet et août (JJA) de 1950 à 2022. Les champs géopotentiels horaires à 500 hPa (z500) sont utilisés avec un pas de temps de 24 heures. , à 12 UTC avec une résolution de grille de 0,25°. Les dépressions sont identifiées à partir de minima d'anomalies z500 ; la méthodologie précise est détaillée ci-dessous. La réanalyse NCEP (Kalnay et al.,  1996 ) est également utilisée de la même manière à des fins de comparaison, mais l'analyse principale est présentée pour l'ERA5.

La région considérée couvre l’Atlantique Nord et l’Europe. Les tendances à long terme du nombre de jours d'apparition de dépression et le changement dynamique à long terme sont analysés. Successivement, une région de l'Atlantique Est au large de la côte ouest de l'Europe est sélectionnée et les composites de cartes de température sont calculés.

La recherche de dépression a également été appliquée aux résultats des modèles climatiques participant au Coupled Model Intercomparison Project 6 (CMIP6, Eyring et al.,  2016 ). La liste des modèles analysés, avec quelques informations supplémentaires, se trouve dans les informations complémentaires  S1 (tableau S1). La sortie quotidienne du z500 de tous les modèles a été réinterpolée sur la même grille qu'ERA5, puis l'algorithme décrit ci-dessous a été appliqué.

La méthodologie précise utilisée est détaillée comme suit :

1. Nous considérons des carrés de 15° × 15° dans la région euro-atlantique avec un incrément de 1° de latitude et de longitude entre 65 et 20°N et entre 80°W et 20°E.

2. L'anomalie minimale z500 par rapport à la moyenne à long terme se trouve dans chaque carré.

3. Le minimum est testé pour la profondeur (voir les schémas dans le texte S1.1 dans les informations complémentaires  S1 ) : à partir du point de grille du minimum, nous considérons un segment de Δ λ  = 10 degrés de longitude ou de latitude dans les quatre directions cardinales. Le long du segment, nous sélectionnons l'anomalie maximale z500 ; si la différence entre ce maximum et le minimum central dépasse une amplitude A  = 110 m dans toutes les directions, on la retient comme une dépression profonde (DD).

4. Si un jour donné a un DD sélectionné, il est retenu comme DD-jour pour le point central du carré de 15° × 15° en longitude-latitude.

Il y a deux paramètres arbitraires dans cet algorithme : A et Δ λ . La valeur de A  = 110 m est choisie en fonction de la répartition de toutes les profondeurs minimales de z500 dans la région de l'Atlantique Est décrite dans la section  3 ci- dessous ; 110 m correspond au 75ème centile. La largeur Δ λ n'est pas un paramètre très sensible. Plus de détails sur le choix des paramètres et la sensibilité à leurs modifications se trouvent dans le texte S10 dans les informations complémentaires  S1 .

3 Tendances des jours de dépression profonde

Le résultat de la recherche de dépressions profondes dans la région euro-atlantique est présenté dans la figure  1 . Le nombre moyen de jours DD par été est maximum approximativement le long de l'emplacement moyen de la région de trajectoire des tempêtes estivales (Figure  2a ). Une tendance positive et statistiquement significative ( p  < 0,05) se retrouve à l'Est-Sud-Est du maximum. À l’inverse, une tendance linéaire significativement négative se retrouve à l’ouest du domaine, le long de la côte est de l’Amérique du Nord.

 

Figure 1

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Nombre moyen de jours DD par été (contours) et pente de l'évolution linéaire du nombre de DD exprimé en jours par dix ans (couleurs). Les hachures indiquent les régions pour lesquelles la tendance est significative selon un test de Mann-Kendall avec p  < 0,05. Le rectangle vert indique la région choisie pour l'analyse de la section  4 .

 

Figure 2

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(a) Visualisation de la trajectoire de la tempête estivale comme écart type de la haute fréquence de la hauteur géopotentielle à 500 hPa. Champ moyen pour JJA sur la période 1950-2022 en contour. En couleur, la tendance linéaire des champs moyens annuels JJA exprimée en mètres par périodes décennales. (b) Taux de croissance rapide dans la couche 500–850 hPa. Comme dans (a), les contours noirs sont le champ moyen exprimé en jours ⁻¹ , en couleur la tendance linéaire dans ce cas exprimée en jours ⁻¹ par période de décennie. (c) Température cutanée : tendance linéaire en Kelvin sur une période de 10 ans. (d) Tendance linéaire du vent zonal de 500 hPa en mètres par seconde par décennie. Le champ moyen pour toute la période est en contours. Dans tous les panels, les zones de tendance significatives pour un test de Mann-Kendall avec p  < 0,05 sont pointillées.

Les études climatologiques des cyclones extratropicaux utilisent différentes mesures, basées par exemple sur le tourbillon relatif ou potentiel, et disposent de méthodes de suivi des trajectoires en plus des critères de vitesse de déplacement et de durée de vie, de sorte qu'une comparaison directe avec le présent travail n'est pas simple. Une comparaison de différentes méthodes de suivi des cyclones est trouvée dans Raible et al. ( 2008 ). Ils ont trouvé pour l'été entre 5 et 15 cyclones par carré de 1000 km de côté et une configuration similaire aux lignes pleines de la figure  1 . (voir par exemple leur figure 2). La tendance montrée dans la figure  1 est calculée sur toute la période ERA5, ce qui signifie qu'au cours des 73 années, le nombre de jours DD d'été a pratiquement doublé à l'endroit de la tendance maximale et aux alentours. La signification sur le terrain de la figure  1 a également été testée comme dans Wilks ( 2016 ), voir le texte S9 dans les informations complémentaires  S1 . Ci-après, les tendances d’autres variables physiques sont présentées dans la région.

L'activité de la trajectoire des tempêtes estivales, définie de manière classique comme l'écart type filtré par passe-bande sur 2 à 7 jours, est illustrée à la figure  2a pour z500. Il montre une tendance linéaire significative, quoique plus faible, tout à fait cohérente avec l'évolution du nombre de jours DD : négative à l'ouest et positive à l'est/sud-est. Ce déplacement de la trajectoire des tempêtes estivales a également été observé par Deng et al. ( 2022 ) ainsi que le changement de position du jet qui sera discuté ci-dessous. La diminution de l'activité des tempêtes dans la région barocline de la côte continentale est américaine s'explique par la réduction de la baroclinicité, mesurée par l'utilisation du taux de croissance d'Eady σ tel que défini dans Hoskins et Valdes ( 1990 ) :

�=un⁢�⁢|∂dans∂Avec|⁢�−1,

où N est la fréquence Brunt-Vaisala. Le taux de croissance d'Eady est calculé pour la couche 850-500 hPa ; f est le paramètre de Coriolis, u est le vecteur vitesse du vent et α est un facteur estimé à 0,31 par Lindzen et Farrell ( 1980 ) à partir du taux de croissance maximal dans les problèmes d'instabilité barocline.

Le taux de croissance d'Eady est illustré à la figure  2b . Elle diminue fortement sur le Labrador et le long de la côte continentale américaine. Ceci s'explique par la forte augmentation de la température de surface, visible sur la figure  2c , qui crée une diminution du gradient de température méridional aux niveaux plus élevés, réduisant ainsi le cisaillement du vent. Ceci est mieux visible sur les cartes des tendances de température aux niveaux plus élevés, qui sont présentées dans la figure S6 dans les informations complémentaires  S1 . Notez que le changement de σ est largement dominé partout par le changement du cisaillement du vent, et non par le changement de la stabilité statique (non représenté). De l'autre côté du bassin, au nord-ouest de la péninsule ibérique, une augmentation de la baroclinicité accompagne l'augmentation de l'activité des trajectoires de tempête. Ceci est cohérent avec le gradient de température méridional accru et le vent zonal accéléré qui augmente le cisaillement vertical du vent : le vent (Figure  2d ) diminue sur la côte ouest-nord de l'Atlantique, de manière cohérente avec la trajectoire réduite des tempêtes, tandis qu'il est déplacé vers le sud à l'est de le bassin. Notez que le déplacement vers le sud du courant-jet à cet endroit a déjà été documenté pour la période la plus récente commençant en 1979 par Simmons ( 2022 ). La même analyse que celle de la figure  2 a été répétée sans différences substantielles pour la période 1979-2022 et pour la couche supérieure 250-500 hPa. Voir les figures S4 et S5 dans les informations complémentaires  S1 .

4 Augmentation de la dépression de l'Atlantique Est

Dans cette section, une région chevauchant la zone de tendance positive vue sur la figure  1 est sélectionnée, représentée par un rectangle vert, et les dépressions profondes (DD) se produisant à l'intérieur de cette région sont comptées. La relation entre ces événements et la température en Europe occidentale est également calculée. La région s’étend sur les longitudes 14°W à 29°W et les latitudes 38°N à 59°N. Comme auparavant, cette région est balayée par des carrés partiellement superposés de 15° en longitude-latitude. La différence ici est que lorsqu'une dépression profonde est trouvée un jour donné pour au moins un des carrés, le jour est retenu comme jour de dépression profonde (jour DD) pour l'ensemble de la région ; cela permet d'exploiter plus d'événements.

Un total de 724 jours-jours ont été constatés pour l’ensemble de la période dans la région, ce qui correspond à environ 10 jours par été en moyenne – l’été compte 92 jours – bien que de grandes variations d’une année à l’autre soient présentes, comme cela sera montré ci-dessous. Il n'y a pas de cycle saisonnier, le nombre de jours JJ n'est pas significativement différent dans aucun des trois mois d'été (non représenté).

Une carte composite des anomalies des jours JJ est présentée à titre d'illustration dans la figure S7 dans les informations complémentaires  S1 . Les structures synoptiques des dépressions sélectionnées peuvent être soit coupées du cœur du flux d'ouest, soit être de grands creux intégrés dans le jet. Dans les figures S8 et S9 des informations complémentaires  S1, vous trouverez des exemples des deux : le minimum minimal de juin 2019 associé à une forte vague de chaleur et les creux profonds d'août 2012. Un critère simple peut être ajouté à la définition du DD dans afin de distinguer les deux types, en vérifiant la position latitudinale du minimum z500 par rapport à la position du jet. Cette analyse (non présentée) donne 17 % de jours-JJ en raison de seuils bas ; les deux types montrent une tendance à la hausse significative et seulement de fines différences par rapport à ce qui est montré dans la figure  3 , donc pour le moment les deux seront considérés indifféremment. Pour une climatologie et la dynamique des seuils minimum, voir Nieto et al. ( 2005 ).

 

figure 3

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(a) Barres : nombre de jours DD par été dans l'ERA5 dans la région de l'Atlantique Est indiqué en vert sur la figure  1 ; interpolation linéaire en bleu foncé. Les lignes rouge foncé sont le résultat de la même analyse sur un échantillon de sorties du modèle CMIP6, seule l'interpolation linéaire est affichée, les pointillés bleu foncé sont les mêmes pour la réanalyse NCEP ; voir le texte Section  5 . (b) Carte composite de l'anomalie de température sans tendance de 2 m à 14h00 UTC pour tous les jours DD. La case verte est la région pour laquelle la contribution des jours JJ à la température moyenne est calculée (voir texte). (c) Valeur maximale de la tendance linéaire pour différentes durées de période. Bleu : ERA5 avec intervalle de confiance à 95 %. Diagramme à moustaches : modèles CMIP6. Les tendances sont exprimées en nombre de jours DD par décennie.

Le graphique à barres de la figure  3a montre le nombre de jours DD entre 1950 et 2022 dans l'ERA5. Une tendance positive et une grande variabilité d’une année à l’autre sont visibles. La tendance linéaire est hautement significative pour un test de Mann-Kendall avec une valeur p p  = 2 · 10 ⁻⁴ et double presque le nombre de jours DD sur la période de 73 ans, conformément à la figure  1 . Le nombre moyen de jours JJ par été est de 7,6 sur la période 1950-1974 et de 12 sur la période 1998-2022. La tendance linéaire calculée à partir de la réanalyse NCEP est également représentée par la ligne pointillée. Les deux réanalyses ont la même tendance linéaire, alors que le NCEP compte environ un jour DD de moins par été ; une comparaison plus détaillée peut être trouvée dans le texte S2 dans les informations complémentaires  S1 .

Nous construisons les cartes composites de température à 2 m à 14h00 UTC (2 mT) en faisant la moyenne des champs d'anomalies de 2 mT pour les 724 jours DD ; afin de réduire l'impact du réchauffement climatique, la série chronologique de 2 mT a été détendue linéairement avant de calculer le composite. Cela évite de mettre plus de poids en fin de période, lorsque les températures sont plus élevées et les jours JJ plus fréquents. Le modèle qui en résulte est illustré à la figure  3b , où pratiquement toutes les régions de l'Europe continentale sont statistiquement significatives pour un test t avec p  < 0,05. On peut constater que les DD dans la région s'accompagnent de températures élevées dans le centre-ouest de l'Europe. Le schéma de la figure  3b ressemble beaucoup au schéma de chauffage extrême excessif de Vautard et al. ( 2023 , Figure 1a), ainsi que le modèle de température anormale typique lors des vagues de chaleur en Europe occidentale (Stefanon et al.,  2012 , Figure 2).

Ce modèle composite suggère une pertinence du DD pour les températures extrêmes en Europe occidentale, mais une analyse quantitative de cette pertinence est reportée à un article ultérieur. Ici, nous nous limitons à estimer l’effet de l’augmentation des jours DD sur la moyenne de 2 mT. Cela peut être fait en comparant la tendance de 2 mT pendant les jours non-JJ à la tendance totale : la différence est la contribution de l'augmentation des jours-JJ. Pour la zone délimitée par le rectangle vert sur la figure  3b , la différence entre ces tendances est de 0,03 K/10y, ce qui entraîne un excès de chauffage moyen total de 0,2 K sur la période de 73 ans de l'ERA5. Étant donné que l’augmentation totale de 2 mT à 14h00 sur la même période est de 3,4 K, on peut dire que la contribution, bien que statistiquement significative, est faible. Voir les figures S10 et S11 dans les informations complémentaires  S1 .

5 dépressions profondes dans les modèles CMIP6

Un échantillon de 20 intégrations historiques provenant de 20 modèles différents a été sélectionné et la production quotidienne de hauteur géopotentielle à 500 hPa a été analysée. La même procédure que dans la section  4 a été appliquée aux sorties du modèle, leurs résultats sont représentés superposés à ceux d'ERA5 dans la figure  3a ; les barres annuelles ne sont pas tracées pour les modèles, seule la tendance linéaire estimée est affichée sous forme de fines lignes rouge foncé. En général, les modèles ont un nombre moyen de jours DD inférieur à celui de l'ERA5, et une seule simulation donne une tendance positive, mais elle n'est pas significative.

Dans la figure  3c , les tendances du nombre de dépressions sont explorées sur des durées plus courtes. La tendance positive maximale trouvée pour les durées de 30 à 73 ans, comprises dans la période 1950 à 2022, est indiquée dans la figure, en fonction de la durée de la tendance. Les résultats pour ERA5 sont comparés à la distribution des tendances des modèles CMIP6. Les modèles CMIP6 ne parviennent pas à reproduire les tendances positives détectées dans les réanalyses, et leur différence avec ERA5 semble augmenter avec la longueur considérée.

Il n’est pas surprenant que le nombre de jours DD soit sous-estimé dans les modèles CMIP6. Harvey et coll. ( 2020 ) ont documenté un affaiblissement et un déplacement vers le nord de la trajectoire des tempêtes estivales dans les générations suivantes de modèles CMIP, y compris la 6e. Un affaiblissement de la fréquence de blocage est également constaté par Davini et D'Andrea ( 2020 ). Différentes raisons ont été avancées pour expliquer cette variabilité décroissante ; ils incluent une faible résolution spatiale (Zappa et al.,  2013 ), une orographie (Berckmans et al.,  2013 ) ou des biais dans la température de surface (Keeley et al.,  2012 ).

S'il serait utile d'analyser chaque modèle individuellement afin d'identifier l'origine dynamique de sa propre variabilité réduite, un test rapide peut être effectué en réduisant le paramètre A, c'est-à-dire la profondeur des minima z500, afin de tenir compte de la variabilité réduite et augmenter le nombre moyen de jours DD trouvés. L'équivalent des figures  3a et 3c se trouve dans les figures S12 et S13 dans les informations complémentaires  S1 , pour A  = 70 m. Avec ce choix, le nombre moyen de jours DD dans les modèles est approximativement équivalent à ERA5, mais aucun modèle ne correspond toujours à la tendance à la hausse, à l'exception de MPI-ESM1-2-HR qui présente une tendance positive significative avec p  = 0,04. . Le comportement individuel de chaque modèle est également affiché sur la figure S14. Dans la figure S15 des informations complémentaires  S1, la même chose que la figure  1 est représentée pour chaque modèle individuellement, toujours dans cette configuration « boostée » en utilisant A  = 70 m. Certains modèles ont des tendances légèrement significatives, la plupart du temps négatives dans différentes régions. IPSL- CM6A-LR reproduit la diminution des jours DD dans la région de l'Atlantique Ouest mais pas l'augmentation dans l'Est. Les seuls modèles - mais peu significatifs - qui présentent un modèle de tendances DD ressemblant à ERA5 sont ACCESS-CM2 et MPI-ESM1-2. -HEURE.

6 Résumé et discussion

Un algorithme simple pour compter les événements de dépression profonde a été appliqué à la région Atlantique Nord/Europe. Le nombre de jours de dépressions profondes (DD) en été a presque doublé dans la région de l'Atlantique Est depuis 1950. Une telle tendance n'a pas été démontrée dans les études précédentes : il existe un certain consensus sur une augmentation des tempêtes aux hautes latitudes dans l'Atlantique Nord-Est. , et d'une diminution au sud de celle-ci, au large des îles britanniques, mais pas spécifiquement en été (voir Freser et al.,  2015 et les références qui y figurent). Mais une comparaison directe avec le présent travail n’est pas simple, car nous recherchons ici des dépressions situées à un niveau plus élevé dans la troposphère. Le même algorithme appliqué aux données ERA5 a également été appliqué à un échantillon de sorties du modèle CMIP6, et aucune tendance n'est trouvée, conformément aux analyses récentes des tempêtes comme celles de Priestley et Catto ( 2022 ).

Les jours fériés s'accompagnent de températures plus élevées en Europe occidentale et centrale, avec une tendance qui a été liée aux températures extrêmes dans la littérature précédente. Bien que l’effet de l’augmentation des dépressions atlantiques soit limité sur la moyenne estivale de 2 mT dans la région de l’Europe occidentale, cette étude suggère qu’elle pourrait être pertinente pour l’augmentation des vagues de chaleur, via une advection de température vers le sud ou d’autres mécanismes. L'incapacité des modèles CMIP6 à reproduire cette augmentation peut donc être liée à une reproduction incorrecte de ces caractéristiques dynamiques ou à une perturbation à grande échelle à l'origine des deux phénomènes. Ceci est en bon accord avec des études comme Vautard et al. ( 2023 ) et Faranda et al. ( 2023 ).

Malgré un contexte dynamique cohérent d’augmentation des DD présenté dans cet article, une explication des raisons de ce phénomène reste insuffisante. Il est en outre difficile de savoir si cette tendance provient de la variabilité naturelle du débit des latitudes moyennes ou si elle est due à un forçage à grande échelle, d'origine naturelle ou induite par l'homme. En revenant à la figure  1 de cet article, s'il est raisonnable de penser que le réchauffement de la surface sur le continent américain diminue le courant-jet et la trajectoire des tempêtes dans l'Atlantique Ouest, la raison pour laquelle il y a une augmentation de l'activité dans la partie Est de l'Atlantique est moins claire. L'augmentation de la baroclinicité y est due à une augmentation du cisaillement vertical du vent et non à un changement de stabilité verticale (non représenté). L'augmentation du cisaillement vertical est associée à un déplacement du jet vers le sud-est. La relation causale entre l'augmentation de la vitesse du vent et la présence de cyclones accrus dans la région reste cependant indécise.

D’autres aspects de la circulation estivale aux latitudes moyennes subissent des modifications rapides dans les données réanalysées. Une forte tendance positive a par exemple été observée dans le nombre d’événements de blocage au Groenland. Cette augmentation a été suggérée comme étant une cause de l’augmentation de la température continentale du Groenland et de l’appauvrissement des glaces (Hörhold et al.,  2023 et références qui y figurent), mais une compréhension dynamique de ce phénomène fait encore défaut. De plus, Dong et al. ( 2013 ) ont également constaté un déplacement vers le sud de l'activité de la trajectoire des tempêtes dans l'Atlantique et des changements de baroclinicité similaires à ceux de la figure  2b , et les ont liés à l'augmentation du blocage au Groenland. De plus, il est à noter que les modèles CMIP6 ne parviennent pas non plus à reproduire l'augmentation du blocage au Groenland (Davini & D'Andrea,  2020 ).

Des progrès ont été réalisés dans l’explication de la dynamique de l’augmentation des vagues de chaleur (voir par exemple Hoffman et al.,  2021 ) et d’autres types d’anomalies persistantes provoquant des extrema hydroclimatiques, mais il est juste de dire qu’une image complète n’est toujours pas disponible. L'amplification arctique a été proposée comme un possible forçage à grande échelle pour affaiblir les trajectoires des tempêtes estivales (Coumou et al.,  2015 ), mais les forçages des aérosols pourraient également jouer un rôle (Dong et al.,  2022 ). Différents mécanismes ont été proposés pour générer des ondes de Rossby quasi-stationnaires, notamment les effets de guide d'ondes (Kornhuber et al.,  2017 ), l'épuisement de l'humidité du sol (Teng et Branstator,  2019 ) et le forçage thermique asymétrique zonal (Moon et al.,  2022). ). La question de savoir si ces ondes quasi-stationnaires augmentent ou non est débattue, mais il existe des indications pour une augmentation du numéro d'onde 5 (Teng et al.,  2022 ) et des états à double jet moyens zonaux associés (Roousi et al.,  2022 ).

Un certain nombre d’idées issues de ces travaux méritent des recherches plus approfondies. Tout d’abord, la pertinence de l’augmentation du DD sur les températures extrêmes doit être quantifiée. En fait, les récentes vagues de chaleur estivales (comme celles de 2022 ou de 2019) se sont accompagnées de modèles persistants de coupures minimales. Cette analyse est reportée à un prochain article. Bien entendu, les DD ou les seuils minimums ne sont pas les seuls modèles créant des vagues de chaleur : les systèmes anticycloniques persistants sur les régions d’Europe occidentale sont également très courants. Il sera intéressant d’étudier en détail l’interaction entre les DD et les systèmes anticycloniques sur l’Europe continentale. Comme indiqué dans l'introduction, les DD peuvent créer des systèmes à haute pression au milieu de la troposphère par l'augmentation de la température dans la colonne atmosphérique, ce qui pourrait en fait provoquer ou renforcer un blocage. Un anticyclone sur l'Europe continentale aurait un effet de réchauffement local mais ralentirait également les systèmes dépressionnaires eux-mêmes, dans la région de l'Atlantique Est. L'analyse présentée ici ne permet pas de détecter une augmentation significative avec le temps de la durée des événements DD ; cependant, on ne peut exclure que l'augmentation de la température en Europe occidentale puisse être la cause de l'augmentation de la DD sur l'Atlantique Est, plutôt que son effet. Comme le soulignent Drouard et Woollings ( 2018 ) la DD peut être anticipée par l'anticyclone bloquant. Aucune tendance à long terme dans l'apparition de blocages atmosphériques n'est observée sur l'Europe occidentale, mais une tendance à la hausse de z500 est effectivement documentée, voir par exemple Simmons ( 2022 ). Des expériences spécifiques sur des modèles climatiques pourraient être utilisées pour démêler cette relation causale. Quoi qu’il en soit, il convient de noter que le fait même que les modèles CMIP6 ne reproduisent pas la tendance des jours DD ni le réchauffement excessif de l’Europe occidentale est un indice supplémentaire du lien entre les deux phénomènes. Une analyse plus fine des modèles CMIP6 qui reproduisent ou non la tendance (comme MPI-ESM1-2-HR) pourrait également donner des informations sur la relation causale entre les hautes pressions sur l'Europe et les DD.

Qu’il s’agisse de variabilité interne ou forcée, il reste clair que les modèles CMIP6 semblent incapables de reproduire correctement les changements dynamiques complexes qui se produisent au cours de l’été extratropical du nord, ce qui explique probablement en partie la prévision insuffisante de l’augmentation des températures extrêmes en Europe occidentale. . Il convient donc de faire preuve d’une grande prudence lors de l’analyse des prévisions de changement climatique dans la région, et encore plus lors de l’étude des changements dans des phénomènes dynamiques complexes.

Remerciements

Deux relecteurs anonymes ont largement contribué à l'amélioration du manuscrit. La FDA remercie Paolo Davini pour ses conseils et ses discussions. RV, DC, DF, TH et PY reconnaissent le financement de l'accord de subvention 101003469 (XAIDA) du programme H2020 de l'Union européenne.

[Higurashi]

Le 09/03/2024 à 19:04, thib91 a dit :

Une nouvelle étude intéressante sur l'augmentation des dépressions estivales au large de l'Europe avec pour conséquence  une augmentation plus rapide qu'envisagé des chaleurs extrêmes.

L'augmentation serait vraiment significative avec un doublement depuis 1950! Tendance inquiètante que les modèles n'avaient pas envisagés.

 

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2023GL104435

 

On peut d'ailleurs noter une tendance opposée dans le Midwest américain avec une composante de circulation qui amortit fortement l'augmentation des extrêmes chauds. 

https://www.nature.com/articles/s43247-023-01096-7

 

... the key question remains: to what extent do these trends represent unforced internal variability or a forced response in circulation?

[Matpo]

C est super intéressant tout ça

Par contre je trouve assez fou que le même sujet, le topic voisin sur le Gulf stream, ou du moins assez proche car abordant tout les deux les SST de l atlantique ouest (donc j imagine que le Gulf stream n est pas en reste dans un des 'input', soit une des donnée de base de l étude partagée ici a savoir SST atlantiques) partent sur deux options radicalement différentes... augmentation des extrêmes chauds pour l un et potentiel refroidissement dantesque pour l autre ; beaucoup de forces et de cascades d événements en jeu on le comprends bien mais au final la résultante est bien plus compliquée a modéliser

Ceci dit intéressant également de voir la finesse et la complexité des mécanismes imbriqués influençant le climat sur différentes échelles spatiales et temporelles 

Modifié 13 mars par Matpo

[Matpo]

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05903-1

 

Je manque de temps pour commenter 😅 mais intéressant en plein dans le thème 

[Blacksun]

Il y a 3 heures, Matpo a dit :

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05903-1

 

Je manque de temps pour commenter 😅 mais intéressant en plein dans le thème 

Article payant, dommage !

[Matpo]

Le 20/03/2024 à 19:26, Blacksun a dit :

Article payant, dommage !

Oui je n ai lu que l abstract et encore en le survolant 😅

 

[Nico89]

Le 20/03/2024 à 19:26, Blacksun a dit :

Article payant, dommage !

il y a l'article plus complet ici : https://www.researchgate.net/publication/370063745_Human-induced_weakening_of_the_Northern_Hemisphere_tropical_circulation

 

Autrement, il y a un seul commentaire à la fin de la page de l'article de nature! 😉

dogsoldier0513 a year ago

Climate change is a naturally-occuring event. It is cyclic in nature and happens without human influence. Humans are powerless to stop it, but can adapt to it as done in Earth's past. This is the truth that my students are taught.

[Matpo]

Le 23/03/2024 à 00:01, Nico89 a dit :

Climate change is a naturally-occuring event. It is cyclic in nature and happens without human influence. Humans are powerless to stop it, but can adapt to it as done in Earth's past. This is the truth that my students are taught.

🤮😅😅

Its m'y truth réaction when i read this

 

Merci pour le lien vers l article