NOA (Oscillation Nord Atlantique)

L’indice de l’oscillation nord-atlantique est calculé chaque année à partir de la différence de pression entre Lisbonne (Portugal) et Reykjavik (Islande), en prenant l’anomalie de pression (écart à la moyenne), moyennée de janvier à mars et normalisée (c’est-à-dire divisée par l’écart-type de la pression calculé sur une longue période).

nao1823-2003_cru
(Source : Climatic Research Unit, University of East Anglia, UK)

La figure représente les valeurs annuelles de l’indice NAO depuis 1830 (barres rouges ou bleues), ainsi qu’une moyenne glissante de l’indice sur plusieurs années (trait noir épais). Les époques où l’indice moyen est supérieur à la moyenne de l’indice sur toute la période sont colorées en rouge (phase positive de la NAO), alors que les époques où l’indice moyen est inférieur à la moyenne sont colorées en bleu (phase négative de la NAO).

Les plus grandes variations de l’indice ont lieu d’une année à l’autre, surtout à la fin du 19ème siècle par exemple. Néanmoins on observe clairement des périodes de plusieurs années où l’indice moyen est plutôt positif (1980-1998), et d’autres où il est plutôt négatif (1955-1974).
L’augmentation de l’indice NAO à partir de 1989-1990 a été provoqué par un déplacement net de masses d’air originaires des régions arctiques et islandaises vers la ceinture subtropicale près des Açores et de la péninsule ibérique, et ont eu pour effet de renforcer les vents d’ouest au-dessus de l’océan Atlantique Nord. Des vents d’ouest plus forts apportent un air humide plus chaud au-dessus du continent européen et provoquent des hivers maritimes plus doux.
Les valeurs négatives de l’indice de 1960 jusqu’en 1969 ont été associées à des vents d’ouest moyens plus faibles au-dessus de l’océan Atlantique Nord et à des hivers européens plus froids que la normale.
Les variations des vents d’ouest au-dessus de l’Atlantique Nord sont également connues pour jouer un rôle important en contrôlant les écosystèmes océaniques et les stocks halieutiques (de poissons) de l’Atlantique Nord.

nao

(Source : Martin Visbeck et Heidi Cullen, Lamont Doherty Earth Observatory, NOAA)

Un indice négatif signifie que la pression associée à l’anticyclone des Açores (H) est plus faible que sa valeur normale d’hiver, alors que la dépression d’Islande (L) est à peine plus creuse. Par conséquent, les vents d’ouest ne sont pas très forts et les tempêtes sont rares (indiqué par FEWER STORMS sur la carte).
De plus, les perturbations circulent plus au sud et s’engouffrent en Méditerranée, apportant la pluie sur ses rivages (indiqué par WET sur la carte). Quant au nord de l’Europe (dont la moitié nord de la France), il passe sous l’influence de l’anticyclone de Sibérie : l’hiver est sec mais froid (indiqué par DRY sur la carte). À la limite entre les dépressions circulant en Méditerranée et l’air froid sur le nord de l’Europe, les précipitations peuvent se présenter sous forme de neige même en plaines (les prévisionnistes désignent ce type de situation sous l’appellation de « retour d’est »).
Le Groenland voit des hivers plutôt doux, alors que la côte est des États-Unis subit plus d’épisodes froids et de chutes de neige.

Quand l’indice est positif, cela signifie qu’au cours de l’hiver, la pression est plus élevée que la moyenne à Lisbonne, et plus faible que la moyenne en Islande. Par conséquent, l’anticyclone des Açores (H) est plus fort que la normale, alors que la dépression d’Islande (L) est plus creuse.
Dans ces conditions, les vents d’ouest à sud-ouest entre les deux systèmes sont relativement forts : tempêtes et coups de vent sont plus fréquents et plus violents sur l’Europe septentrionale, affectant également la moitié nord de la France (indiqué par MORE STORMS sur la carte). En contrepartie, ces régions bénéficient d’une grande douceur apportée par les masses d’air océaniques, mais aussi de précipitations accrues (WET sur la carte). Quant à la moitié sud de la France, elle est à l’image du monde méditerranéen : temps sec et doux (DRY sur la carte).
Sur le nord du Canada et le Groenland, les hivers sont plutôt froids et secs, alors qu’à l’est des États-Unis, ils sont plutôt doux et humides.

Source : IFREMER ( http://www.ifremer.fr/lpo/thuck/nao/nao3.html)

naots2_0

Hurrell North Atlantic Oscillation (NAO) Index (station-based) –

Source : Climate Data Guide (https://climatedataguide.ucar.edu/climate-data/hurrell-north-atlantic-oscillation-nao-index-station-based#sthash.J9Zn0sQv.dpuf)

MAJ Octobre 2016

Les scientifiques du Met Office montrent cependant dans une nouvelle étude que la prédictibilité de l’Oscillation de Nord-Atlantique (NAO), peut être améliorée et étendue à un an à l’avance grâce à leur système de prédiction climatique. L’analyse statistique montre en outre que la variabilité du Pacifique tropical et la force du Vortex polaire stratosphérique (lié à l’activité solaire) sont les deux éléments les plus importants pour faire de bonnes prévisions.
L’étude recense quatre principales causes : le Pacifique tropical avec El Niño, les températures de surface de la mer dans l’Atlantique, la couverture de la glace dans la mer de Kara, la force du vortex polaire stratosphérique.
Ces dernières années, on a vu deux thèses principales s’affronter pour expliquer les vagues de froid dans l’hémisphère nord. L’une d’elles pointe le rôle majeur des Tropiques avec El Niño et l’Oscillation australe (ENSO). L’autre attribue les phénomènes extrêmes aux modifications en cours dans les régions arctiques.
Parmi les thèses les plus convaincantes, on peut citer celle de Judah Cohen, qui penche du côté d’une origine arctique des hivers extrêmes. Pour ce scientifique de l’Atmospheric and Environmental Research, les tendances météo sont étonnamment corrélés à la variabilité de l’Arctique, davantage qu’à la variabilité d’ENSO (El Niño et La Niña). Judah Cohen concède que les Tropiques ont aussi une grande influence, surtout sur les vents du Pacifique Nord. Mais pour lui, l’Arctique pèse davantage dans l’Atlantique nord. Judah Cohen a notamment observé un lien entre la couverture neigeuse en Sibérie et un autre phénomène majeur, l’Oscillation Arctique (l’indice de l’oscillation arctique mesure le différentiel de pression entre les moyennes latitudes et l’Arctique).
Une autre hypothèse crédibles paraît être celle de Jennifer Francis, de l’université Rutgers : le réchauffement important de l’Arctique et la réduction du gradient de température avec les régions plus au sud favoriserait une ondulation prononcée du jet stream, le courant d’air qui sépare les masses d’air polaires des masses d’air tempérées. Conséquence : des vagues de froid plus prononcées quand le jet stream descend très au sud.
Un article publié dans Nature Climate Change par James Screen et Jennifer Francis a montré en mai dernier que le réchauffement de l’Arctique accélérait lors de certaines oscillations du Pacifique. L’impact de la glace de mer sur les températures hivernales serait en effet plus important lorsque l’oscillation décennale du Pacifique est dans sa phase négative. La découverte du rôle d’accélérateur joué par l’oscillation décennale du Pacifique sur la fonte des glaces du nord permet de réconcilier les deux thèses, tropicale et Arctique.
Pour en revenir à la nouvelle étude du Met Office, on notera qu’elle distingue le rôle de ces différents facteurs en fonction de leur caractère prédictif : ils n’ont pas le même poids, selon que l’on cherche à anticiper le premier hiver ou le deuxième (13 mois après novembre). Le taux de réussite dans la prédiction, 62% pour le premier, et 42% pour le deuxième, laisse quand même le débat largement ouvert.

Selon Futura-Sciences (janvier 2017) de nombreux travaux sont en cours pour prévoir l’Oscillation nord-Atlantique (NAO).

Ces variations de circulation de l’air autour de l’océan Atlantique nord impactent le climat de l’hémisphère nord, et plus particulièrement de l’Europe, en hiver. Prévoir la NAO permettrait donc d’anticiper les conditions climatiques hivernales de l’Europe (précipitations, températures…). Mais pour évaluer la possibilité d’une prévision de la NAO sur une dizaine d’années, il est essentiel d’étudier sa variabilité passée à plus long terme (millénaire).