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    El Niño est le phénomène climatique dominant dans les tropiques, avec des répercussions sur la circulation atmosphérique globale et la circulation océanique tropicale. Des chercheurs de l’UMR LEGOS et de l’Institut de Géophysique du Pérou montrent, à travers une étude publiée dans la revue Scientific Reports, qu’El Niño façonne aussi la turbulence le long des côtes du Pérou et du Chili, où les eaux profondes remontent à la surface.

    En utilisant une modélisation à haute résolution et des données satellite sur le niveau de la mer, les auteurs révèlent que les événements El Niño forts, les plus rares, expliquent les tendances à long terme enregistrées pour la circulation à méso-échelle?Le terme méso-échelle est utilisé en météorologie et en océanographie pour désigner une échelle intermédiaire entre la circulation planétaire et les systèmes à très petites échelles  dans cette région océanique.

    Les eaux chaudes du Pacifique, berceau d'El Nino

    © IRD - Christophe Maes

    El Niño influence la production de tourbillons océaniques le long des côtes d’Amérique du Sud

    Le phénomène El Niño - mode climatique dominant à l’échelle de temps interannuelle - est bien connu pour ses impacts sur la circulation océanique et atmosphérique dans les régions côtières d’Amérique du Sud. Sous sa forme emblématique baptisée El Niño du Pacifique Est, il peut produire des pluies diluviennes dans le nord du Pérou qui sont dévastatrices pour les infrastructures et l’agriculture. Ce qui était moins connu jusqu’alors, c’est son effet sur la composante tourbillonnaire de la circulation océanique. Ces tourbillons contribuent au transport de propriétés de masses d’eau (chaleur, nutriments, oxygène) entre la côte et l’océan du large mais sont pourtant mal représentés dans les modèles climatiques (Earth System Models) qui sont d’une résolution insuffisante.

    Anomalies de la température de surface de la mer (gauche) et de l’activité tourbillonnaire le long du Pérou/Chili (droite) pendant la période printemps-été austral de 1997/98 à partir respectivement d’observations et de données altimétriques.

    © Conejero et al. 2020

    Des données sur de larges échelles temporelles et à haute résolution expliquent les tendances à long terme

    Cette étude bénéficie de près de 30 années de données altimétriques et de la modélisation océanique à haute résolution. La modulation par El Niño de l’organisation et de l’intensité des courants régionaux peut conduire à la déstabilisation du sous-courant côtier sur certaines de ses portions le long de la côte, ce qui transfère de l’énergie depuis la circulation moyenne vers des tourbillons qui se propagent ensuite vers le large. « L’étude montre notamment que ce sont les événements El Niño les plus intenses, ceux qui se développent dans l’est du Pacifique, qui augmentent l’activité tourbillonnaire le long du Pérou, alors qu’ils tendent à la réduire le long du Chili central », explique Carlos Conejero, géophysicien au LEGOS. Cependant, l’amplitude de ces variations n’est pas liée à l’intensité des événements El Niño mesurée classiquement par les indices de température de surface de l’océan. « Les événements El Niño extrêmes de 1997/98 et de 2015/2016 ont ainsi eu beaucoup moins d’impact sur l’activité tourbillonnaire observée par altimétrie que l’événement de 1972/73, qui était considéré comme modéré », précise le chercheur. Les résultats suggèrent que les événements El Niño dans le Pacifique Est pourraient agir sur l’activité des tourbillons selon un processus de type bruit rouge?Processus de type bruit rouge : Lorsqu'un système non-linéaire (l'océan en l'occurrence) est excité par un bruit (signal aléatoire), il peut produire des oscillations de ses variables d'état à des périodes plus importantes que celle du bruit qui l'excite, selon un effet d'accumulation de l'énergie depuis les hautes fréquences vers les basses fréquences. et ainsi expliquer ses variations décennales, non linéairement liées aux modes climatiques décennaux tels que l’Oscillation Interdécennale du Pacifique. En particulier, les données altimétriques indiquent une tendance à la baisse de l’activité tourbillonnaire le long de la côte du Pérou, associée à l’effet différencié des deux derniers forts événements El Niño (1997/98 et 2015/16) sur la production des tourbillons.

    Etude des eaux superficielles du pacifique équatorial, qui jouent un grand rôle dans l'évolution climatique du globe.

    © IRD - Francis Gallois

    Une intégration internationale pour des applications transdisciplinaires

    Ces travaux s’inscrivent dans le cadre des efforts actuels de la communauté internationale pour mieux comprendre l’évolution de la circulation dans les systèmes de courants dits de bord est, qui sont parmi les régions les plus productives du monde. La région océanique le long du Pérou et du Chili renferme également une zone dite de minimum d’oxygène, qui représente une barrière respiratoire pour certains organismes marins et dont l’évolution sous contrainte anthropique reste très incertaine. Comprendre comment la turbulence dans l’océan agit sur cette zone constitue un enjeu majeur compte tenu de la désoxygénation actuelle de l’océan global qui représente une menace pour les écosystèmes marins tant côtiers qu’insulaires. C’est l’objectif de plusieurs projets de collaboration en cours qui se concentrent sur cette région du monde : FutureMares?Le projet H2020 FutureMARES, porté par l’université de Hambourg, étudie comment la protection des milieux naturels littoraux et côtiers, leur restauration ciblée et l’utilisation durable de leurs ressources peut contribuer à l’adaptation aux changements climatiques., CE2COAST?CE2COAST : Downscaling Climate and Ocean Change to Services: Thresholds and Opportunities, projet européen du JPI Océan et Climat porté par le Norwegian Institute for Water Research , auxquels participent le LEGOS et ses partenaires chiliens.

    Publication : Conejero, C., Dewitte, B., Garçon, V., Sudre, J., and Montes, I. ENSO diversity driving low-frequency change in mesoscale activity off Peru and Chile. Scientific Reports, 10, 17902 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-74762-x
     

    Aller plus loin :

    Contact science : Carlos Conejero UMR LEGOS, CONICYT, Chili  carlos.conejero@legos.obs-mip.fr


    Contacts communication : Fabienne Doumenge, Julie Sansoulet communication.occitanie.fr