impact du couplage océan-atmosphère sur la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques et...
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Impact du couplage océan-atmosphère sur la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques
et les connexions extratropicales associées
Yohan RUPRICH-ROBERT, Christophe CASSOU et Soline BIELLI
Introduction
- La Madden Julian Oscillation (MJO) est le mode dominant de la variabilité intrasaisonnière dans les tropiques.- L’influence de la couche de mélange océanique jouerait un rôle dans sa propagation (e.g. Emanuel, 1987 , Flatau et al., 1994).- Il existe des liens avec les extratropiques : Pacifique (Ferranti et al., 1994) et Atlantique (Cassou, 2008).
Objectif : Pour une meilleure compréhension de la variabilité/prévisibilité intrasaisonnière et des biais associés.Plan : -> Validation de la MJO dans ARPEGE (intensité, propagation, mécanismes)?
-> Impact du couplage local ?-> Téléconnexions associées ?
Observations (1979-2005):• Outgoing Longwave Radiation (OLR) : satellite NOAA,
grille 2,5°x2,5°• Vents : réanalyses NCEP/NCAR, grille 2,5°x2,5°
Simulations :• ARPEGE-climat forcé par SST climatologiques (Levitus) ,
simulation de 40 ans (Fcd)• ARPEGE-climat couplé avec NEMO1D, simulations de 40
ans (deux membres : Cpl1 et Cpl2)
Données
ARPE
GE-
clim
atO
ASIS
NEM
O 1
D
O(j) O(j+1)t
LEV(j) SSTnemo(j) φ(j) LEV(j+1) SSTnemo(j+1) φ(j+1)
A(j) A(j+1)
φcor(j)
Couplé
Ratio de la bande de fréquence de la MJO sur la variabilité intrasaisonnière totale(vent à 850hPa : [30j;80j]/[0j;80j])
Observations Fcd
Cpl1 Cpl2
Dans l’Océan Indien le couplage augmente la variabilité dans la bande de fréquence de la MJO et diminue le biais à 180° dans Fcd.
(%)
Intensité de la MJO(Wheeler et Hendon, 2004)
Obs : 38% Couleurs : OLR Flèches : vent a 850 Fcd : 24,5%
Cpl1 : 28% Cpl2 : 29%
La MJO représente une plus grande part du signal intrasaisonnier dans les Cpl.
Le couplage renforce le signal de la MJO sur l’Océan Indien (OLR+vent).
W.m-2
Vitesse de propagation de la MJO
Le couplage n’améliore pas la vitesse de propagation
La MJO d’ARPEGE est légèrement trop rapide, la différence est surtout visible au niveau des phases 3 et 8.
Durée
Cpl2
Obs
Cpl1
Fcd
Durée
Cpl2
Obs
Cpl1
Fcd
Sens de propagation
Corrélation déphasée d’un indice situé dans l’Océan Indien avec la bande tropicale (30S-30N).
Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850
Rupture de la vitesse de propagation à 180°
Obs
Sens de propagation
Corrélation déphasée d’un indice situé dans l’Océan Indien avec la bande tropicale (30S-30N).
Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850
- L’OLR se propage vers l’Ouest dans Fcd- WK99 : séparation MJO en Kelvin+Rossby Equatoriale (ER)- Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER.
Rupture de la vitesse de propagation à 180°
Obs
Fcd
Sens de propagation
Le couplage corrige en partie ce biais
Corrélation déphasée d’un indice situé dans l’Océan Indien avec la bande tropicale (30S-30N).
Couleur : OLR/OLR Contour : OLR/ua850
- L’OLR se propage vers l’Ouest dans Fcd- WK99 : séparation MJO en Kelvin+ER- Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER.
Rupture de la vitesse de propagation à 180°
Fcd
Cpl
Obs
Bilan de l’impact du couplage sur la MJO
- Amélioration du signal dans l’Océan Indien- Augmentation de l’occurrence de la MJO (non
montré)- Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER- Ne modifie pas la vitesse de propagationCpl2 : 29%
ObsPhase 3
060W120W180120E60E 060W120W180120E 120E60E 60E 180 120W 60W 0
Couleur : zg500, Contour : stf200
Téléconnexions
(m)
Téléconnexions
ObsPhase 3
Fcd Phase 3
060W120W180120E60E 060W120W180120E 120E60E 60E 180 120W 60W 0
Couleur : zg500, Contour : stf200 (m)
Téléconnexions
ObsPhase 3
Fcd Phase 3
Cpl Phase 3
- Les téléconnexions sont correctes et sont renforcées par le couplage à la fois dans le Pacifique et dans l’Atlantique (2 possibilités).- Dans les modèles, la NAO+ apparaît trop rapidement et ne perdure pas assez.- Hypothèses : préconditionnement extratropical, dynamique extratropicale trop active, interférence destructive de la dynamique extratropicale avec la dynamique tropicale, …
060W120W180120E60E 060W120W180120E 120E60E 60E 180 120W 60W 0
Couleur : zg500, Contour : stf200 (m)
La dynamique tropicale ?<stf200>0N-30N
Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???
De façon générale la vp200 est trop importante dans les modèles (dynamique plus forte).Pour les phases 3 et 7 (phases de forçage), les modèles et les Obs sont en adéquations, mais pour passer de l’une à l’autre ARPEGE évolue trop rapidement.
Conclusions sur l’apport du couplage local
MJO :– Amélioration du signal dans l’Océan Indien– Augmentation de l’occurrence de la MJO– Meilleur rapport ondes de Kelvin/ER (sens de propagation)– Pas d’amélioration de la vitesse de propagation
Téléconnexions :– Les Téléconnexions existent et sont bien reproduites– Le couplage augmente leur intensité– Elles ne perdurent pas assez– Différentes hypothèses– …
Merci de votre attention !
ARPE
GE-
clim
atO
ASIS
NEM
O 1
D
O(j) O(j+1)t
LEV(j) SSTnemo(j) φ(j) LEV(j+1) SSTnemo(j+1) φ(j+1)
A(j) A(j+1)
Forcé
Répartition de la variabilité intrasaisonnière
Cartographie du signal en fréquence/nombre d’onde (Wheeler et Kiladis, 1999)
Obs Fcd Cpl
Amélioration de la part de la MJO avec le couplage
La dynamique tropicale ?
<stf200>0N-30N
<vp200>15S-15N
Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???
De façon générale la vp200 est trop importante dans les modèles (dynamique plus forte).Pour les phases 3 et 7 (phases de forçage), les modèles et les Obs sont en adéquations, mais pour passer de l’une à l’autre ARPEGE évolue trop rapidement.