Effets du changement climatique sur les synoptiques hivernales

[Benjamin GADRAT]

Bonjour

 

Depuis l'hiver 2013-2014, nous connaissons une série interminable d'hivers doux et avec des synoptiques rarement favorables aux conditions hivernales. Par ailleurs, quand on se retrouve dans des configurations NAO-, cela aboutit généralement à une circulation sous blocage qui aboutit souvent au retour d'une configuration NAO+ (cf. fin décembre 2021 par exemple et le redoux de décembre 2022).

 

S'il paraît logique qu'à chaque synoptique les températures soient plus élevées que sans changement climatique, je m'interroge néanmoins sur la multiplication de synoptiques de flux d'ouest voire sud ouest balayant le froid de toute l'Europe et la raréfaction des synoptiques hivernophilement favorables. Je dois avouer que j'ai du mal à trouver des informations fiables à ce sujet comme des modélisation de l'évolution des pressions atmosphériques et des géopotentiels en lien avec le changement climatique. Étant donné que les terres se réchauffent plus vite que les mers, peut-être que cela implique que les géopotentiels du continent européen augmentent plus vite que ceux de l'océan Atlantique et que cela favoriseraient donc les flux de Sud-Ouest sur le continent européen par rapport à l'absence de changement climatique.

 

S'il est possible que le changement climatique finisse par affaiblir le vortex polaire, force est de constater que ça ne semble pour l'instant pas être le cas et que quand ça arrive c'est plutôt le continent américain qui en profite.

 

Bref, je n'y vois pas vraiment clair sur le sujet mais la récurrence des hivers très doux en Europe de ces dernières années m'interroge. Il me paraît donc intéressant d'ouvrir ce sujet.

[thib91]

 

J'ai effectué une petite analyse en croisant le calendrier des types de circulation atmosphérique défini selon la méthode de Hess et Brezowsky (La méthode Hess-Brezowsky s'appuie sur le champ de pression au niveau de la mer les géopotentiel 500hPa au dessus de l'Atlantique Nord et de l'Europe, elle identifie 29 types de circulation https://www.dwd.de/DE/leistungen/grosswetterlage/2020/grosswetterlage.html)  et les 4 grands régimes de temps hivernaux sur l'Europe de l'ouest (https://www.researchgate.net/figure/Four-regimes-of-atmospheric-circulation-in-the-North-Atlantic-European-domain-a-NAO_fig1_335010904).

 

Pour faire cela je me suis inspiré du regroupement appliqué dans cette étude The_links_between_the_Madden-Julian_Oscillation_an.pdf mais sans véritablement utiliser la même méthodologie...Par simplicité  j'ai attribué aux types de circulation atmosphérique quotidiennes de HESS un des 4 régimes de temps hivernal (AR, NAO +, NAO-, Block) selon le regroupement effectuée dans l'étude ci-dessus.

C'est très imparfait et un peu grossier, car certains types de circulation atmosphérique de Hess peuvent entrer dans plusieurs des 4 grands régimes de temps, d'autres part cette classification de HESS  a été mise au point pour étudier les conditions météos, leurs variabilités et impacts en Allemagne, elle n'est pas forcément pertinente à une échelle aussi vaste que celle de l'Europe. Il y a également la problématiques des transitions entre type de circulation qui ne sont pas toujours claires. Mais cela a le mérite de dégager des grandes tendances sans prétention notamment à une échelle + fine que les 4 grands types de régime hivernaux.

 

 

Ce qui ressort depuis 2013 par rapport à la climato 1981-2010 pour la période hivernale (DJF):

 

• Le régime de type Atlantic Ridge a vu sa fréquence augmenter.

Mais au sein de ce régime les circulations cycloniques de N et de NO (avec dipôle AA et BP scandinaves) ici NWZ et NZ sont en nette diminution, au profit de circulations de type talwegs sur l'Europe. Les premières apportent un temps + froid et hivernal que les secondes car mieux alimentées en air froid par la dépression scandinave que des talwegs souvent trop à l'ouest (influence maritime + importante en basse couche) et plus rapidement coupés en alimentation froide d'altitude.

• Le régime de type NAO- est assez stable en terme de fréquence (faible augmentation).

Mais la nature des circulation qu'il engendre semble avoir nettement évolué.  Entre 1980 et 2013, les régime de NAO- aboutissaient le plus fréquemment à des circulations atmosphériques très hivernales  apportant des VDF.  Soit  dépressionnaires liées à des anticyclones sur Mer de Norvège-Fénnoscandinavie (HNFZ) ou anticycloniques liées à des HP sur l'Islande (HNA).

Depuis 2013, leur fréquence, déjà rare, a été très nettement diminuée (par plus de 2). Sachant que ces synoptiques hivernales sont souvent exceptionnelles, il est possible que la période soit trop courte (à peine 10 ans) pour pouvoir être comparée. Cette diminution se fait en revanche au profit des circulations cycloniques de SSO (Sz et TB) nettement moins hivernales voir carrément douces. Ces dernières sont en très nette augmentation et désormais majoritaires lorsqu'une NAO- se produit. Pas de tendances particulière pour les autres types de circulation.

 

 

 

• Le régime de type NAO+ est lui aussi assez stable en terme de fréquence (faible augmentation)

La nature des circulations de ce régime évolue également sensiblement depuis 10 ans. La fréquence des flux d'ouest cyclonique (WZ) est en diminution ainsi que des flux de sud anticyclonique (SA). A l'inverse les flux de SO cyclonique (SWZ) voient leur fréquence fortement augmenter (> X2). Ainsi dans le cas d'une NAO+ entre 1980 et 2010 le flux dominant étaient ceux d'ouest cyclonique et de sud anticyclonique. Depuis 2013 il s'agit des flux de SO cyclonique. Les autres circulations n'ont pas vue d'évolution suffisamment significative (légère hausse des flux d'ouest anticyclonique et de SE cyclonique).

 

 

• Le régime de type blocage est moins fréquent en hiver

Je trouves ce régime un peu foutraque, on y trouve à boire et à manger même si le point commun est lié à la présence de HP sur le nord et le centre du continent européen. 

Les évolutions les plus marquantes depuis 2013 est l'augmentation de la fréquence des circulation de NO anticyclonique (NWA), les fameuses patates donnant grisaille et bruine sous une fraicheur relative au nord de la Loire + ensoleillé et doux au sud. Ainsi que les circulations cyclonique sous anticyclone Fénnoscandinave (HFZ), souvent trop haut en latitude et laissant le SO de l'Europe sous l'influence de masses d'air humide et relativement douce (temps mou). A l'inverse les blocages anticyclonique centrés sur les iles britanniques et sur  mer de Norvège - Fennoscandina sucpetibles d'apporter des flux continentaux secs et froids sont nettement moins fréquents.

 

Ce que je retiens de cette rapide analyse c'est que depuis 2013 pour nos hivers la fréquence des différents régimes à grande échelle n'a pas franchement évolué, en revanche les circulations atmosphériques en jeux à plus fine échelle ont pas mal bougé dans le sens d'une accentuation des flux chauds/doux.

 

En régime NAO- les synoptiques à VDF qui se produisaient fréquemment sous ces régimes ont laissé la place à des synoptiques plaçant le SO de l'Europe sous des flux majoritairement doux (circulation d'OSO sous blocage).

En régime AR, les synoptiques les plus dynamiques (flux de N ou NO dépressionnaires bien alimentées en air polaires scandinave) ont laissé place à des circulations de type talweg très occidentaux moins bien alimenté en air froid et + maritimes en basse couche.

En règime NAO + les circulations d'ouest dépressionnaire ont laissé la main au circulation incurvées SO nettement + douces. On trouve également moins de circulation d'ouest butant sur HP européennes.

En régime de blocage, les HP ont plus fréquemment tendance à prendre un positionnement qui ne permet pas de bénéficier d'une véritable influence continentale en air sec et + froid.

 

A voir si j'ai le temps de regarder pour les autres saisons, cela pourrait être intéressant également

Modifié 31 janvier 2023 par thib91

[Benjamin GADRAT]

Merci @thib91 pour ce travail de fourmi ! On remarque de manière globale que les noyaux de bas géopotentiels ont tendance à se décaler vers l'Ouest et à se situer sur le proche Atlantique que ce soit pour les régimes NAO+, NAO- ou AR. On remarque aussi davantage de hauts géopotentiels au centre du bassin méditerranéen. Cela favorise ainsi les flux de Sud-Ouest et donc la douceur hivernale quelque soit la synoptique générale.

 

Il nous reste maintenant à comprendre en quoi le changement climatique favorise ces décalages aussi défavorables.

 

J'ai entendu parler du double jet-stream qui favoriserait les canicules en Europe de l'Ouest mais il me semble que ceci concerne l'été, surtout que le jet-stream est nettement plus fort en hiver qu'en été.