Océans

Intérêt du forçage océanique

La WAM est un système couplé océan-continent-atmosphère très sensible aux anomalies de SST des différents bassins océaniques aussi bien aux échelles saisonnières et interannuelles que décennales. Même si les relations entre ces anomalies de SST et les précipitations sur l’Afrique de l’Ouest ne sont pas directes et complétement établies, car dépendant d’une multitude d’autres facteurs, il est essentiel d’analyser la structure et l’intensité de ces anomalies qui vont conditionner en partie l’intensité et la pénétration de la WAM. Il est nécessaire de considérer 2 types de modes de variabilité des anomalies de SST: (i) ceux proches de l’Afrique de l’Ouest comme celui du dipôle Atlantique (Lamb 1978) qui a un effet plus direct et rapide sur la variabilité de la WAM, et (ii) ceux plus éloignés comme le phénomène El Niño – Oscillation australe (par la suite ENSO en anglais) ayant un effet plus complexe et lent sur la WAM via des téléconnections.

Relation entre les cycles annuels de la WAM et des SST des bassins proches

La WAM ayant un fort caractère zonal suite à une orientation zonale de la côte guinéenne, il est intéressant d’analyser sa distribution méridienne dans la bande [10°O-10°E] (Figure ci-contre). Les cycles annuels des SST dans le Golfe de Guinée (GG) et dans l’Est de la Méditerranée apparaissent ainsi opposés (Figure du bas). Le GG est marqué au printemps par un fort refroidissement aboutissant à la formation de la langue d’eau froide (LEF par la suite) dans la bande équatoriale, tandis que l’Est de la Méditerranée très froide durant l’hiver, se réchauffe durant l’été. Simultanément le continent ayant une plus faible inertie thermique, se réchauffe très rapidement. Ces contrastes thermiques favorisent à la fois le renforcement du flux de mousson et un affaiblissement de l’Harmattan dans les basses couches (flèches bleues) permettant la pénétration de la mousson et des précipitations sur le continent (Figure du haut).

En l’absence d’autres facteurs comme le relief (faible pour l’Afrique de l’ouest), ceci (phénomène de « brise régionale ») explique en grande partie le cycle annuel moyen de la WAM. Cependant d’une année sur l’autre ces cycles annuels des SST peuvent être perturbés et modifier ainsi l’intensité et la pénétration de la mousson. Il est donc nécessaire d’analyser les anomalies de SST pour prévoir la qualité de la mousson.

Cycle annuel climatologique dans la bande [10°O-10°E] en fonction de la latitude : (en haut) des précipitations et (en bas) des SST de l’Atlantique tropical (au sud de la côte à 5°N) et de la Méditerranée (au nord de la côte vers 30°N). Source: Thèse de P. Peyrillé (2005).

Téléconnections avec les différents bassins océaniques

Pour illustrer les téléconnections avec les SST des différents bassins nous utilisons les résultats ci-dessous d’une analyse du maximum de covariance (MCA) entre les précipitations sur l’Afrique de l’Ouest (rectangle en tiretés) et les SST globales pour la période de 72 ans (1916–1987) (Joly et al. 2007).

Pacifique

Pour les fréquences les plus fortes le mode principal (HF Mode 1) suggère que la phase El Niño de l’ENSO défavorise les pluies sur le Sahel (Ouest et central).

Echelle de couleur des corrélations

Analyse du maximum de covariance (MCA) entre les précipitations (à gauche et les SST (à droite) pour la partie haute fréquence (HF, au-dessous de 10 ans) des données et pour le 1er mode de variabilité (mode 1). Source: Figure 3 modifiée de Joly et al. (2007).

Atlantique

Le 2ème mode (HF Mode 2) met en évidence un mode « El Niño atlantique » favorisant les pluies sur la côte guinéenne, mais légèrement défavorable sur le Sahel. en d’autres termes une LEF dans le GG moins froide que la climatologie freine la pénétration de la mousson sur le continent et augmente les pluies dans la zone guinéenne.

Contraste thermique inter-hémisphérique

Pour la basse fréquence (au-dessus de 10 ans, échelles décennales) le mode principal met en évidence un contraste thermique inter-hémisphérique des océans (Folland et al., 1999) défavorisant les pluies sur le Sahel lorsque l’hémisphère sud est plus chaud et en premier lieu pour l’océan Indien. Par exemple, entre les années 1950 et 1980, les océans de l’hémisphère sud se sont réchauffés plus que ceux de l’hémisphère nord, conduisant à une transition de précipitations abondantes vers des conditions de sécheresse sur le Sahel.

Analyse du maximum de covariance (MCA) entre les précipitations (à gauche et les SST (à droite) pour la partie basse fréquence (LF, au-dessus de 10 ans ) des données et pour le 1er mode de variabilité (mode 1). Source: Figure 10 de Joly et al. (2007).

Méditerranée

Le rôle des SST dans la Méditerranée est plus délicat à établir car, vue la faible taille du bassin méditerranée et sa plus faible inertie, il est difficile de séparer les causes et les conséquences entre l’atmosphère et la Méditerranée. Ainsi un renforcement des vents de surface (Harmattan) refroidissent très rapidement la SST tout en augmentant la ventilation, conduisant tous deux à faire reculer la mousson. Cependant aux échelles intrasaisonnières, il est intéressant d’analyser les anomalies de SST sur la méditerranée qui sont corrélées à la pénétration de la mousson.

Schéma conceptuel

Pour résumer, étant donnée la variété des téléconnections avec les SST, le Sahel fait partie des régions les plus complexes du globe, étant influencé par les trois océans tropicaux, ainsi que par la Méditerranée. Ceci est illustré dans le schéma ci-dessous. De plus, une part importante des anomalies des cumuls saisonniers de précipitations sur
le Sahel persiste souvent d’une année à l’autre, engendrant des périodes prolongées de sécheresse ou d’abondance. Ceci découle aussi des influences des SST sur le Sahel.

Illustration schématique des téléconnexions avec les SST qui engendrent souvent des cumuls de précipitations inférieurs à la moyenne sur le Sahel et la « côte guinéenne » pour la période s’étalant de juillet à septembre. Les plages rouges sur les océans montrent les zones où les SST plus chaudes que la moyenne sont liées aux saisons plus sèches que la moyenne, et les plages bleues sur les océans montrent les zones où les SST plus froides que;la moyenne sont liées aux saisons plus sèches. Noter que la plage hachurée sur l’Atlantique indique un chevauchement de zones qui affectent à la fois le Sahel et la « côte guinéenne ». Source : Figure 8.3 du Handbook.

Les produits adaptés

Site MISVA :

Cartes hebdomadaires de SST (proche Atlantique et Méditerranée) brut et en anomalie par rapport à la climatologie de la semaine, du mois et de l’année.
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Autres sources :

SST des prévisions mensuelles du CEPMMT lien: https://apps.ecmwf.int/webapps/opencharts/products/w_sst?area=Global&level=sst%20anomaly
Site multi-modèles européen de Prévisions saisonnières:
- Contexte global : Cartes globales des anomalies de SST + Indice ENSO
- Contexte régional : SST atlantique des boites TAS, TAN et TASI (=TAN-TAS)
AMO Atlantic Multi-decadal Oscillation (AMO) | NCAR – Climate Data Guide (ucar.edu)

Références

Handbook

Section 7.1.2.2 Les températures de surface de la mer (SST) pages 435-436

Section 8.1.2 Téléconnnexions avec les SST pages 491-495

Articles

Folland CK, Parker DE, Colman AW, Washington R. 1999. Large scale modes of ocean surface temperature since the late nineteenth century. In: Beyond El Niño: Decadal and Interdecadal Climate Variability, A Navarra (ed.). Springer-Verlag: Berlin; pp. 73-102.

Joly M., A. Voldoire, H. Douville, P Terray and JP Royer 2007: African monsoon teleconnections with tropical SSTs: validation and evolution in a set of IPCC4 simulations. Clim Dyn (2007) 29:1–20 DOI 10.1007/s00382-006-0215-8

Lamb PJ. 1978. Case studies of tropical Atlantic surface circulation patterns during recent sub-Saharan weather anomalies: 1967 and 1968. Mon. Weather Rev. 106: 482-491.