Le réchauffement de la stratosphère génère des hivers froids
Au cours de la première semaine de janvier, la stratosphère arctique s'est brusquement réchauffée, ce que les climatologues appellent un "sudden stratospheric warming" (SSW). Il en résulte un temps hivernal froid - la professeure de l'ETH Daniela Domeisen et son doctorant Alexander Wollert ont visualisé ce phénomène de manière impressionnante.
Enfin un hiver digne de ce nom. Est-ce lié au phénomène de réchauffement soudain de la stratosphère (sudden stratosphere warming, SSW) qui s'est produit début janvier ?
Daniela Domeisen : Le temps hivernal froid qui règne actuellement en Europe n'a peut-être pas encore grand chose à voir avec la SSW. C'est simplement l'hiver, donc il fait froid et il neige. Mais : il pourrait rester froid encore plus longtemps en raison du réchauffement soudain de la stratosphère observé.
Pourquoi en êtes-vous si s?r ?
Lors d'un tel événement, il fait plus froid en Europe du Nord et en Eurasie en général, comme nous avons déjà pu l'observer lors d'un événement similaire l'année dernière. En même temps, il y a plus de tempêtes en Espagne et dans la région méditerranéenne. L'année dernière, l'effet de la SSW s'est déjà produit après dix jours. Cette année, l'évolution est toutefois différente, car le temps se comporte différemment au niveau du sol et l'influence d'en haut ne parvient donc pas encore jusqu'au sol. C'est pourquoi il est encore difficile de dire si le froid actuel a quelque chose à voir avec les SSW.
Peu de gens ont probablement entendu parler du réchauffement soudain de la stratosphère comme déclencheur de temps froid. Que se passe-t-il au-dessus de nos têtes ?
C'est toujours en automne que se forme dans la stratosphère, à environ 20 à 50 kilomètres au-dessus du p?le Nord, un vortex polaire qui circule d'ouest en est autour du p?le Nord. Les vents qui y sont liés peuvent être extrêmement rapides, jusqu'à 300 km/h localement. Si la stratosphère se réchauffe brusquement - parfois jusqu'à 80° Celsius - cette circulation s'effondre soudainement. Les vents forts se calment. Le tourbillon s'éloigne alors du p?le Nord ou se divise en deux. Nous avons récemment observé une telle division, telle qu'elle s'est produite durant l'hiver 2017/18, dans un page externeVidéo visualisé.
? quelle fréquence de tels événements se répètent-ils ?
En moyenne, ils se produisent six fois par décennie, mais avec une grande variabilité : Dans les années 1990, seuls deux événements de ce type ont eu lieu, contre neuf dans les années 2000. Au p?le Sud, on n'en a observé qu'un seul, en 2002, ce qui était surprenant, car les scientifiques ont longtemps pensé qu'ils ne s'y produisaient pas du tout. C'est d'ailleurs la seule année depuis l'apparition du trou dans la couche d'ozone au cours de laquelle aucun trou ne s'est formé au-dessus du p?le Sud.
Combien de temps dure la division du vortex polaire ?
Dans la stratosphère supérieure, il faut quelques semaines pour que les deux tourbillons partiels se réunissent, dans la stratosphère inférieure, cela peut prendre plusieurs mois, donc souvent tout le reste de l'hiver. Au printemps, le vortex polaire se désagrège de toute fa?on.
Le changement climatique renforce-t-il l'occurrence des événements ?
On ne le sait pas encore. Nous ne connaissons le phénomène que depuis les années 1950, les données d'observation ne couvrent que quelques décennies. Il est donc difficile de faire des prédictions sur le comportement des SSW. Actuellement, nous observons des tendances opposées : Dans la stratosphère, il fait généralement plus froid en raison du changement climatique. Parallèlement, la glace des calottes polaires fond, notamment la glace de mer dans l'Arctique. Cela influence la manière dont les vagues à grande échelle, qui couvrent toute la planète, se déplacent vers le haut de la stratosphère, où elles déclenchent les SSW. Si cela change, des changements de SSW sont également envisageables. Certains modèles prévoient une augmentation de la fréquence des SSW, d'autres une diminution de ces événements. Il n'existe pas encore de prévisions concluantes.
A quoi reconnaissez-vous qu'un réchauffement soudain de la stratosphère est en train de se produire ?
Il est possible d'estimer la probabilité d'un SSW plusieurs semaines ou mois à l'avance. Parmi les facteurs qui favorisent les réchauffements stratosphériques, on trouve les phénomènes El Ni?o, au cours desquels la surface de la mer se réchauffe dans l'océan Pacifique tropical. Ce facteur était présent cette année et plaidait en faveur de l'apparition d'une SSW. Il n'y en a jamais eu à No?l, ce serait donc un beau cadeau de No?l pour nous, dynamiciens de l'atmosphère.
A propos de la personne
Daniela Domeisen Est professeure de prévisibilité atmosphérique à l'Institut de l'atmosphère et du climat de l'ETH Zurich depuis 2017.