Transcript Impact du couplage océan-atmosphère sur la variabilité

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 ?
Données
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)
Couplé
A(j)
NEMO 1D
OASIS
ARPEGE-climat
A(j+1)
LEV(j) SSTnemo(j) φ(j)
LEV(j+1) SSTnemo(j+1) φ(j+1)
φcor(j)
O(j)
O(j+1)
t
Ratio de la bande de fréquence de la MJO sur la variabilité intrasaisonnière totale
(vent à 850hPa : [30j;80j]/[0j;80j])
Observations
Cpl1
Fcd
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%
Cpl1 : 28%
Couleurs : OLR
Fcd : 24,5%
Flèches : vent a 850
W.m-2
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).
Vitesse de propagation de la MJO
La MJO d’ARPEGE est légèrement trop rapide, la différence est
surtout visible au niveau des phases 3 et 8.
Durée
Obs
Obs
Cpl2
Cpl2
Cpl1
Cpl1
Fcd
Fcd
Durée
Le couplage n’améliore pas la vitesse de propagation
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
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
Rupture de la vitesse de propagation à 180°
Fcd
- L’OLR se propage vers l’Ouest dans Fcd
- WK99 : séparation MJO en Kelvin+Rossby
Equatoriale (ER)
- Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER.
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
Rupture de la vitesse de propagation à 180°
Fcd
- L’OLR se propage vers l’Ouest dans Fcd
- WK99 : séparation MJO en Kelvin+ER
- Fcd a un mauvais ratio Kelvin/ER.
Cpl
Le couplage corrige en partie ce biais
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
Cpl2 : 29% pas la vitesse de propagation
Téléconnexions
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
Obs
Phase 3
Couleur : zg500, Contour : stf200
(m)
120W
60W
0
Téléconnexions
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
Obs
Phase 3
Fcd
Phase 3
Couleur : zg500, Contour : stf200
(m)
120W
60W
0
Téléconnexions
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
120W
60W
0
60E
120E
180
120W
60W
0
Obs
Phase 3
Fcd
Phase 3
Cpl
Phase 3
Couleur : zg500, Contour : stf200
(m)
- 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, …
La dynamique tropicale ?
<stf200>0N-30N
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.
Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???
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 !
Forcé
A(j)
NEMO 1D
OASIS
ARPEGE-climat
A(j+1)
LEV(j+1) SSTnemo(j+1) φ(j+1)
LEV(j) SSTnemo(j) φ(j)
O(j)
O(j+1)
t
Répartition de la variabilité intrasaisonnière
Obs
Fcd
Cpl
Cartographie du signal en fréquence/nombre d’onde (Wheeler et Kiladis, 1999)
Amélioration de la part de la MJO avec le couplage
La dynamique tropicale ?
<vp200>15S-15N
<stf200>0N-30N
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.
Génération d’ondes tropicales en phase 4 et 5 dans ARPEGE ???