El Nino 2016, la recherche plonge au coeur du phénomène

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Le « Super El Nino » ou encore « Godzilla El Nino », voilà comment la presse américaine surnomme l’édition 2016 d’El Nino. Ce phénomène climatique ayant lieu dans l’océan pacifique Equatorial fait partie d’un cycle naturel, l’ENSO (El Nino Southern Oscillation), qui s’étend sur deux à sept ans et comporte trois phases : neutre, El Nino et la Nina. El Nino est caractérisé par des eaux de surface plus chaudes qu’en moyenne dans le Pacifique Central et Oriental. La Nina, à l’inverse, est caractérisée par des eaux de surface plus froides que la normale. La Nina et El Nino peuvent se succéder, El Nino favorisant parfois l’apparition du phénomène la Nina. Le phénomène El Nino est connu pour influencer les conditions météorologiques de la planète entière. Cependant, s’il est possible de prédire l’intensité de ces phases, il est en revanche plus difficile pour les chercheurs d’en prédire les conséquences. Pour tâcher de pallier cet écueil, une équipe de la NOAA s’est lancée dans une série d’observations, au cœur même du phénomène.

Les rouages d’El Nino :

Au cours d’une phase d’El Nino, la température de l’océan Pacifique Equatorial est au-dessus des moyennes. Cet excès de chaleur réchauffe l’air environnant et affecte la convection atmosphérique ce qui impacte le fonctionnement des courants aériens majeurs et entraine des conséquences dans le monde entier. L’Amérique du Nord est certainement la région la plus touchée puisque El Nino induit, en effet, un courant-jet subtropical plus important du Pacifique jusqu’au Mexique qui augmente la probabilité que la côte Ouest soit frappée par des tempêtes. El Nino influence également la force des ouragans Pacifiques car l’eau chaude leur apporte plus de puissance. Il atténue, en revanche, ceux de l’Atlantique, car il intensifie les cisaillements du vent qui les détruisent. A l’inverse, l’Europe est certainement la région la plus épargnée, ce qui n’est pas le cas de l’Indonésie, de l’Amérique Latine, de l’Australie et de l’Afrique où ses effets se font fortement ressentir.

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Les effets d’El Nino, de décembre à février (crédits : NOAA)

Un contexte particulier :

La version actuelle d’El Nino qui s’est établie dans l’océan Pacifique Equatorial est l’une des plus fortes jamais observée. Elle génère une hausse des températures des eaux de surface de l’océan Pacifique Central et Oriental de près de 3°C, ce qui en fait un cas d’étude particulièrement intéressant. Or, dès juin dernier, la puissance informatique couplée à des données précises ont permis aux chercheurs de prédire unanimement que l’intensité du phénomène El Nino allait être considérable au cours de l’année 2016.

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schéma du déroulement de l’expédition (crédits : Nature)

Forts de ces prédictions, Randall Dole, météorologiste à la NOAA, et son équipe se sont emparés de cette occasion pour lancer une campagne scientifique visant à étudier le cœur d’El Nino et comprendre ses rouages. En effet, le centre du phénomène n’est ni plus ni moins qu’un trou noir météorologique pour le moment : aucune information ou presque n’existe sur les conditions atmosphériques du cœur d’El Nino, dans l’océan Pacifique Equatorial.

Ainsi, en à peine six mois, au lieu des deux ou trois ans généralement requis, trois millions de dollars ont été réunis pour lancer l’expédition The El Nino Rapid Response Field Campaign. Dole se plait d’ailleurs à dire qu’El Nino les a aidés à concrétiser si rapidement ce projet. L’an passé, le nombre limité de tempêtes tropicales, a impacté la fréquence des vols du Gulfstream-IV Hurricane Hunter de la NOAA. Ce dernier est un jet de haute altitude équipé d’instruments de mesures, notamment de radars Doppler pour étudier le vent. La NOAA l’utilise pour survoler des ouragans et collecter des données sur leurs environnements, notamment en utilisant des « dropsondes ». Or, en survolant moins de tempêtes, le budget alloué à l’appareil n’a pas été entièrement dépensé.

A cela s’ajoute une saison d’ouragans relativement calme qui n’a pas mobilisé le Global Hawk de la NASA aussi souvent qu’elle aurait due pour effectuer des vols au-dessus de l’Atlantique. Dans le cadre de la mission Sensing hazards with Operational Unmanned Technology (SHOUT) dédiée à l’observation aérienne des océans, la NOAA fait appel aux services de la NASA car leur avion Global Hawk présente la particularité de pouvoir voler à 20km d’altitude, en continu jusqu’à 30 heures. Ces caractéristiques d’endurance et d’observation à haute altitude offrent l’opportunité aux scientifiques de la NOAA d’obtenir un aperçu plus large des changements atmosphériques dans les tropiques, à la manière des satellites mais avec une précision bien meilleure.

Dole n’a donc eu qu’à convaincre ses pairs qu’il fallait réallouer le budget restant en direction de son projet dédié à améliorer les prévisions des tempêtes et à percer les secrets d’El Nino, pour prédire ses effets avec plus d’acuité.

L’organisation de l’expédition :

L’équipe de Randall Dole a donc mobilisé deux avions : le Gulfstream-IV et le Global Hawk chargés de survoler la zone d’étude à une altitude de 12 à 14 kilomètres, pour y lancer des « dropsondes ». Ces petits dispositifs sont équipés de parachutes et visent à obtenir des informations sur la vitesse et la direction du vent, l’humidité, la pression et d’autres données atmosphériques qui sont acheminées en continu jusqu’aux scientifiques. Ainsi, au cours de l’étude, le Global Hawk effectuera quatre à six vols de 24 heures et le Gulfstream-IV a, quant à lui, programmé 20 vols vers l’Equateur. L’équipe a d’ores et déjà annoncé qu’elle partagera ces données au sein du World Meteorological Organization’s Global Telecommunications System, afin que les prévisionnistes du monde entier puissent avoir accès à leurs observations.

Les ambitions d’un tel projet :

A l’heure actuelle, El Nino a tendance à être accusé de tous les maux climatiques : le réchauffement du Nord Est des Etats-Unis, les tornades sur le territoire Américain, les précipitations accrues en Afrique de l’Est ou les précipitations anormalement faibles en Afrique du Sud Est. El Nino n’est pas directement responsable de ces phénomènes climatiques. En revanche, il peut les exacerber. Toute la difficulté réside dans la mise en évidence de cette relation. Par exemple, il est impossible de prédire si la Californie du Sud Est, qui reçoit pour le moment plus de précipitations que les normales de saison, va être inondée, comme en 1997-1998, lorsque le phénomène El Nino était comparable en intensité à celui d’aujourd’hui.

Ainsi, même si l’objectif de court terme de l’expédition repose sur un prélèvement de données, Dole espère surtout obtenir des résultats qui auront des répercussions pour les dix ou vingt prochaines années dans son domaine de recherche. Pour que les données récoltées soient pertinentes, les prélèvements devront aussi se faire au niveau de la mer, d’où la mobilisation d’un bateau de recherche, le Ronald H. Brown, et d’un petit atoll, Kiritimati, aussi appelée l’île de Noël, près de l’Equateur, à partir desquels ils lanceront également des sondes. Cette démarche scientifique appuie la vision du Dr Barnston, chef prévisionniste à l’institut international de recherche pour le climat et la société de l’Université de Columbia. Ce dernier estime que les modèles dynamiques fournissant des données en temps réel, à l’inverse des modèles statistiques qui reposent sur des comparaisons et des données historiques, sont plus efficaces lorsqu’il s’agit de se mesurer à El Nino.

Sources :

-  Monastersky, Richard. « Fleet of sensors heads into the heart of El Nino », Scientific American, January, 20 2016. http://www.scientificamerican.com/article/fleet-of-sensors-heads-into-the-heart-of-el-nino/
-  Fountain, Henry. “Studying the heart of El Nino, Where its weather begins”, nytimes, February, 1st 2016. http://www.nytimes.com/2016/02/02/science/where-el-nino-weather-begins-pacific-ocean-noaa.html?ref=earth&_r=0
-  Fischetti, mark. “Ask the experts is El Nino to blame for so much weird weather”, Scientific American, January, 13th, 2016. http://www.scientificamerican.com/article/ask-the-experts-is-el-nino-to-blame-for-so-much-weird-weather/

Pour plus d’informations :

-  Sur les “dropsondes” : http://www.nasa.gov/content/goddard/what-the-heck-is-a-dropsonde


Rédacteur :
- Camille Nibéron, stagiaire pour la Science et la Technologie, Washington : camille.niberon@ambascience-usa.org