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L’oscillation nord-atlantique

7 mars 2020, 29 Commentaire(s)
Thèmes: Météo

L’hiver 2019/2020 a été le plus doux en Suisse depuis le début des mesures en 1864, mais aussi sur une bonne partie de l’Europe. Par ailleurs, le mois de février a connu un nombre de jours élevés avec des tempêtes, notamment sur la France, mais aussi sur notre pays. Tout cela est lié à une oscillation nord-atlantique qui est en phase positive.

Qu’est-ce que l’oscillation nord-atlantique (ONA) ?

L’alternance d’hivers doux et froids, ainsi que la fréquence des tempêtes sont gouvernées, sur l’Europe du Nord, par une oscillation océanique et atmosphérique appelée oscillation nord-atlantique (abrégée ensuite par ONA).

Le temps sur l’Atlantique Nord et l’Europe est commandé par les effets conjoints de la dépression d’Islande et de l’anticyclone des Açores. Ces deux phénomènes dirigent un flux d'ouest sur l'Atlantique, dans lequel circulent des fronts, voire de petites dépressions mobiles souvent formées vers Terre-Neuve. Ces deux centres, qui apparaissent nettement sur les cartes de pression moyenne, ne sont pas rigoureusement figés. Ils peuvent être situés plus ou moins au nord ou être plus ou moins accentués. Il leur arrive même de disparaître temporairement. Leurs modifications changent complètement le temps sur le nord-est de l'Amérique, l'Atlantique, l'Europe et la Méditerranée, notamment en hiver.

Pour les caractériser, les météorologues ont défini un indice calculé à partir de la différence des écarts de pression mensuels standardisés entre Lisbonne et Reykjavik ou entre Ponta Delgada (Açores) et Akureyri (Islande). En général, l'indice ONA ne se réfère qu'aux mois de novembre à mars, mais il peut être appliqué à tous les mois de l'année. Toutefois, les effets de cet indice se font sentir essentiellement en hiver.

Le couple anticyclone des Açores et dépression d'Islande oscille entre 2 tendances extrêmes (Figure 1). Lorsque les pressions sont beaucoup plus élevées que les moyennes saisonnières aux Açores et très basses en Islande, l'indice ONA est positif. Dans ces conditions, le flux d'ouest entre les deux systèmes est rapide. Tempêtes et coups de vent sont fréquents sur l'Europe septentrionale, affectant également la moitié nord de la France. En contrepartie, ces régions bénéficient d'une grande douceur apportée par les masses d'air océanique. En revanche, l'ouest de la péninsule Ibérique, le Maroc, l'Italie et les Balkans connaissent une tendance à la sécheresse.  Parfois, la Suisse est également concernée par cette situation, le Tessin beaucoup plus fréquemment. D’ailleurs, cette région a connu un bimestre janvier-février 2020 particulièrement sec avec, par exemple, seulement 6,5 mm de pluie à Lugano.

L'indice ONA est négatif lorsque l'anticyclone des Açores est faible et la dépression d'Islande n'est pas très creuse. Dans ce cas, l'Europe du Nord connaît des hivers froids et secs, car le flux d'ouest est moins rapide et les tempêtes sont rares. Ainsi, cette partie du monde passe sous l'influence de l'anticyclone de Sibérie. Les perturbations s'engouffrent en Méditerranée, apportant la pluie sur ses rivages. A la limite entre les dépressions circulant en Méditerranée et l'air froid stagnant sur le nord de l'Europe, les précipitations peuvent se présenter sous forme de neige jusqu'en plaine.

Affichage aggrandi: Figure 1. Variation de la trajectoire des systèmes météorologiques durant les périodes positives (en haut) et négatives (en bas) de l'indice d'oscillation nord-atlantique. Source : auteurs originaux, Martin Visbeck et Heidi Cullen ; version française : Pierre_cb
Figure 1. Variation de la trajectoire des systèmes météorologiques durant les périodes positives (en haut) et négatives (en bas) de l'indice d'oscillation nord-atlantique. Source : auteurs originaux, Martin Visbeck et Heidi Cullen ; version française : Pierre_cb

En résumé, lorsque l'indice ONA est positif, 2 types de temps peuvent affecter la Suisse :  soit, comme en janvier 2020, un anticyclone recouvre le pays provoquant une situation de blocage pendant plusieurs jours et les dépressions atlantiques défilent de l'Allemagne du nord au sud de la Scandinavie, soit l'anticyclone est centré plus au sud et les dépressions atlantiques traversent l'Europe centrale en passant par les Alpes, comme en février et début mars 2020. Dans ces 2 cas de figures, les hivers sont particulièrement doux.

A noter que l'ONA est souvent corrélée à l'oscillation arctique (variation de la différence de pression atmosphérique au niveau de la mer, entre 20° N et le pôle Nord). En effet, l'ONA est plutôt une vue régionale, au niveau de l'Atlantique Nord, de l'oscillation arctique.

Lien entre l’oscillation nord-atlantique et changement climatique ?

Affichage aggrandi: Figure 2. Evolution de l’indice ONA calculé sur les mois d’hiver (novembre à mars) depuis le milieu du 19ème siècle jusqu’à l’hiver 2018/2019. L’index pour l’hiver 2019/2020 n’est pas encore disponible sur ce graphique, mais il affichera une valeur supérieure à 1. Source : Climatic Research Unit, University of East Anglia
Figure 2. Evolution de l’indice ONA calculé sur les mois d’hiver (novembre à mars) depuis le milieu du 19ème siècle jusqu’à l’hiver 2018/2019. L’index pour l’hiver 2019/2020 n’est pas encore disponible sur ce graphique, mais il affichera une valeur supérieure à 1. Source : Climatic Research Unit, University of East Anglia

Sur la Figure 2, nous remarquons une alternance entre des indices ONA positifs et négatifs. Derrière l’hiver actuel, les autres hivers les plus doux en Suisse ont été 2006/2007, 2015/2016, 1989/1990, 1988/1989 et 2013/2014. Ils ont tous été caractérisés par une ONA bien positive. En revanche, l’ONA s’est montrée particulièrement négative au cours de l’hiver 2009/2010. Or, cet hiver a connu une anomalie plutôt froide en Suisse comme le montre la Figure 3.

Affichage aggrandi: Figure 3. Ecart à la norme 1961-1990 des hivers météorologiques (décembre-janvier-février) en Suisse depuis l’hiver 1864/1865. L’hiver 2019/2020 est le plus doux.
Figure 3. Ecart à la norme 1961-1990 des hivers météorologiques (décembre-janvier-février) en Suisse depuis l’hiver 1864/1865. L’hiver 2019/2020 est le plus doux.

Alors que les effets de l'ONA sont bien définis, ses causes restent plutôt obscures. Les climatologues ignorent pourquoi un mode prédomine sur l'autre, et ce qui provoque le basculement. Comprendre l'origine de ces oscillations représente l'un des grands défis du moment. Par exemple, il serait intéressant de savoir si les oscillations se produisent avec une certaine régularité ou si leur rythme obéit au hasard. La réponse n'est pas claire, car certains scientifiques penchent pour des fluctuations aléatoires, tandis que d'autres distinguent un cycle de 8 à 11 ans. Suite à la lecture du graphique de la Figure 2, la réponse n'apparaît pas évidente, et l'étude statistique de cette évolution laisse place à différentes interprétations. Or, cette question de la périodicité est plus importante qu'on puisse le croire. En effet, dans la perspective du changement climatique, comprendre la variabilité de l'ONA permettrait de mieux prévoir si des hivers aussi doux tels que celui qu’on vient de connaître deviendront la norme en Suisse et en Europe.

Commentaires (29)

  1. Casper, 10.03.2020, 15:50

    Bonjour, je suis surpris de lire qu’il y a un manque de neige cette année, tant dans le Jura (plus d’un mètre de neige vers les Rousses mi février) que dans les Alpes j’ai constaté des quantités importantes de neige cette année et 50 cm de poudreuse tombée rien que la semaine dernière. Effectivement on n’a pas eu de grosses chutes de neige en plaine, mais au dessus de 1000m, elle était là en quantité supérieure à beaucoup d’autres années.

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 16:19

      Le manque de neige dans le Jura au cours de cet hiver 2019/2020 a surtout été flagrant au-dessous de 1000 mètres. En revanche, la couche de neige dans le Jura a été assez importante sur les massifs les plus élevés.
      Voilà ce qu’a écrit Météo-France pour le Jura dans son rapport du 4 mars :
      « Dans le Jura, il a également neigé ces jours derniers, mais ce sont principalement les altitudes à partir d'environ 1100 m qui en ont profité, et l'enneigement reste malgré cela très nettement déficitaire.
      Les sols sont quasiment partout blanchis à partir de 800 m, mais ce n'est qu'à partir de 1000 m que l'on peut parler de couche neige, encore modeste.
      À 1200 m, son épaisseur est comprise entre 20 et 25 cm selon le massif et l'exposition. Plus haut, à 1300 m, elle est de 50 à 70 cm en nord et 40 cm en sud dans le Haut-Doubs et le Haut-Jura, de 40 et 20 cm respectivement dans le Bugey - Jura gessien ».
      http://www.meteofrance.fr/actualites/80266836-enneigement-en-montagne-au-4-mars-2020
      Le 5 mars, le SLF a estimé la couche de neige dans le Jura suisse entre 20 et 30 cm à 1200 mètres.
      Dans les Alpes, selon le SLF, l’enneigement est tout à fait correct au-dessus de 1500 mètres. Il est même parfois excédentaire en Valais. En revanche, en dessous de 1500 mètres, l’enneigement est généralement déficitaire, ce qui est particulièrement le cas pour les régions préalpines.

  2. Icelake, 10.03.2020, 09:02

    Bonjour, un post intéressant sur les raisons du vortex sur puissant cet hiver

    https://forums.infoclimat.fr/f/topic/54359-tendance-hiver-2019-2020/?page=17&tab=comments#comment-3214239

    Par ailleurs c'est surtout l'AO (Oscillation Arctique) qui a été remarquable cet hiver avec plusieurs records battus en mode positif. Ao et NAa dépendant de plusieurs facteurs dont l'activité solaire couplé à l'indice QBO (expliqué dans le post ci dessus).

    Notons que nous sommes en période de minimum solaire, l'année 2019 ayant été une année sans jours de taches le plus important depuis 1913.

  3. Michel Rechon, 10.03.2020, 07:18

    Bonjour est ce que les énormes incendies qui se sont produits pendant largement 4mois dans le monde ne serai pas la cause de cette chaleur cette hiver il suffisait de regarder les différentes manifestations sportives, zéro neige nul part ?

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 13:57

      Le manque de neige dans plusieurs régions cet hiver est effectivement dû à un courant d'ouest doux marqué (ONA positive). Les incendies qui se sont produits (en Australie par exemple) n'ont pas de liens directs avec la circulation dans l'hémisphère nord.

  4. Fabrice, 09.03.2020, 12:59

    Que prévoient les modèles d'évolution du climat quant au comportement futur de l'indice ? Sur votre graphique, on n'a pas l'impression qu'il soit sensible au réchauffement climatique. Ça n'est pas comme si le réchauffement hivernal était dû à un nombre plus grand d'hivers à indice . Les hivers à indice - sont de plus en plus chauds.
    Merci pour votre blog, sympa de pouvoir poser des questions et d'avoir des réponses d'experts.

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 13:50

      Les variations de l'ONA sont principalement le résultat de la variabilité naturelle du climat. Les comportement de l'ONA dans un climat qui se réchauffe n'est pas très bien cerné. La théorie voudrait qu'avec le réchauffement global, les pôles se réchauffent plus rapidement que l'équateur. Ceci a pour conséquence un gradient de température moins marqué et donc une ONA qui aurait tendance a être moins facilement positive.

  5. Alain Bron, 09.03.2020, 12:34

    Quelle est l'influence des variations du jet stream sur l'ONA (ou l'inverse) ?
    Les modifications de l'oscillation du jet stream ont-elles un rapport avec le réchauffement ?
    Merci pour les rubriques toujours intéressantes

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 13:41

      Le jet stream et l'ONA sont liés. La force du jet stream dépend de la différence de température et de pression entre les hautes latitudes et les tropiques. Cette différence de pression est ce qui est calculé par l'indice ONA. Une ONA positive signifie donc que le jet stream est puissant, et inversément.

      Les variations de l'ONA sont principalement le résultat de la variabilité naturelle du climat. Avec le réchauffement global, les pôles se réchauffent plus rapidement que l'équateur. Ceci a comme conséquence un gradient de température et de pression moins marqué et donc une ONA qui aurait tendance a être moins facilement positive.

  6. Pascal, 09.03.2020, 09:56

    Bonjour,
    Merci pour vos articles toujours passionnants.
    Malheureusement, la photo de la figure 3 n'est pas très lisible.
    Pouvez-vous améliorer la qualité de cette image afin que l'on puisse lire les années.
    En fait on voit sur la figure 2 que la période env. 1900-1930 à déjà vécu des hivers "chauds" à répétition et que sur une longue période la situation actuelle n'est pas inédite?
    Meilleures salutations.

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 13:24

      Bonjour, nous avons modifié cette figure pour avoir une meilleure résolution. Effectivement, la variabilité naturelle du climat fait qu'on a déjà observé des hivers doux par le passé. Par contre, les valeurs atteintes lors des derniers hivers ainsi que le nombre d'hivers doux ces dernières décennies sont inédits depuis le début des mesures.

  7. Nicolas C., 09.03.2020, 09:21

    Bonjour et merci pour vos articles toujours très intéressants.

    Je trouve que la figure 3. possède un intérêt esthétique particulier, malheureusement, sa résolution est trop faible pour en distinguer les subtilités.

    Pourriez-vous la "re-upload" avec une meilleure résolution ?


    Belle journée.

    1. MétéoSuisse, 10.03.2020, 13:13

      Bonjour, nous avons modifié cette figure. La qualité devrait être acceptable maintenant.

  8. D. Frésard, 09.03.2020, 09:14

    Bonjour,
    Une situation identique se produit-elle au niveau du Pacifique Nord?
    Avec par exemple une référence basse pression sur les Iles Aléoutiennes au sud de l'Alaska et une référence haute pression sur la Polynésie ou Hawai?
    Vos articles sont vraiment passionnants et très bien vulgarisés. Merci.

    1. MétéoSuisse, 09.03.2020, 10:48

      Bonjour, oui il existe un indice qui quantifie les variations de pressions dans les régions que vous mentionnez, il s'agit du "Pacific-North American teleconnection pattern" (PNA).

      Vous trouverez plus d'explications sur le site du NOAA (en anglais) : https://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/teledoc/pna.shtml

  9. Jean-Jacques (France), 08.03.2020, 11:21

    C'est très clair. Tout est dit et bien dit. On comprend parfaitement que le temps ce n'est pas du n'importe quoi mais une organisation fluctuante, capable cependant de rester stable sur de longues périodes (mois, années), avec des ruptures dont nous ne maîtrisons pas encore la logique.
    Merci pour cette pédagogie de grande qualité.

  10. Thomas Osinga, 08.03.2020, 07:47

    Quelle est l'utilité de lONA pour vos prévision saisonnière, ou autrement dit, est-il possible de prédire, et combien de temps à l'avance, un ONA positif ou négatif?

    1. MétéoSuisse, 09.03.2020, 10:19

      Vu que l'ONA est un indice pour quantifier la circulation atmosphérique dans l'Atlantique Nord, il ne permet pas d'apporter d'information directe pour les prévisions saisonnières. Par contre, l'ONA peut être calculée à partir des prévisions saisonnières qui modélisent la moyenne sur une saison (ou un mois) de la circulation atmosphérique. Les prévisions de l'ONA permettent par exemple d'estimer la tendance en Europe.

      Si vous voulez approfondir le sujet, vous trouverez un article (en anglais) dans la revue Nature : Skilful predictions of the winter North Atlantic Oscillation one year ahead.

      https://www.nature.com/articles/ngeo2824

  11. JL Pélissier., 08.03.2020, 00:32

    Intéressante info.

    Pour comprendre en amont, pourquoi un anticyclone quasi permanent sur les Açores et une dépression aussi fréquente sur l'Islande?
    Comment s'explique ce phénomène récurrent? Rotation de la terre, jet streams, répartition des terres et des océans?

    Sous nos latitudes, les côtes ouest des continents sont plus chaudes que les côtes est. Tous ces paramètres sont-ils liés?

    1. MétéoSuisse, 08.03.2020, 02:54

      Oui beaucoup de paramètres sont liés et il est un peu compliqué de vous répondre dans un simple commentaire. Nous pourrions par contre écrire prochainement un article pour expliquer la circulation générale de l'atmosphère et donc les raisons de la présence de l'anticyclone des Açores par exemple.

  12. jp lespés, 07.03.2020, 16:36

    Cycle de 11 ans : cycle bien connu de l'activité solaire ?
    maximum 1969 1980 1991 etc...

    1. MétéoSuisse, 08.03.2020, 02:50

      Il n'y a pas de correlation directe entre l'ONA et le cycle solaire de 11 ans. Certaines études (mais pas toutes) ont trouvé un signal de ONA négative quand le cycle de 11 ans est à son minimum et inversément. D'autres études ont montré une tendance à un réduction du flux d'ouest sur l'Atlantique en situation de minimum solaire, sans pour autant trouver de correlation directe avec l'ONA.

      Voici une liste d'articles (en anglais) sur le sujet (vous devez passer par un navigateur internet pour les ouvrir, les liens ne peuvent pas être ouverts depuis l'application) :

      https://doi.org/10.5194/cp-13-1199-2017

      https://doi.org/10.5194/acp-13-6275-2013

      https://doi.org/10.5194/angeo-26-1999-2008

      https://doi.org/10.1038/ngeo1282

      https://doi.org/10.5194/angeo-33-207-2015

      https://doi.org/10.1038/ncomms9268

      https://doi.org/10.1029/2010GL044601

      https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/2/024014

      https://doi.org/10.1002/2013JD020062

  13. Claude Guignard, 07.03.2020, 15:49

    L'ONA constitue un phénomène non seulement extrêmement intéressant mais des plus importants puisqu'il conditionne largement le climat hivernal sur une vaste partie de l'hémisphère nord. Comme vous le relevez il serait utile d'en connaitre les règles s'il en existe. On peut éventuellement faire un rapprochement avec un phénomène lui estival, lors duquel l'anticyclone des Acores s'obstine à ne pas s'étendre à l'Europe occidentale, maintenant sur l'Europe centrale un courant frais et humide du nord-ouest qui empêche un temps durablement beau et chaud de s'établir.

    1. Pascal_fr_39, 08.03.2020, 09:14

      Et tel qu'il s'était obstiné au cours de l'été 2014, le dernier en date à avoir été abondamment arrosé et frais sur nos régions.

  14. valazza, 07.03.2020, 15:18

    Y aurait il un lien entre l'oscillation Nod Atlantique el la périodicité des taches solaires? Merci. De même avec le phénomène El Nino périodique lui aussi?

    1. MétéoSuisse, 08.03.2020, 02:49

      Il n'y a pas de correlation directe entre l'ONA et le cycle solaire de 11 ans. Certaines études (mais pas toutes) ont trouvé un signal de ONA négative quand le cycle de 11 ans est à son minimum et inversément. D'autres études ont montré une tendance à un réduction du flux d'ouest sur l'Atlantique en situation de minimum solaire, sans pour autant trouver de correlation directe avec l'ONA.

      Voici une liste d'articles (en anglais) sur le sujet (vous devez passer par un navigateur internet pour les ouvrir, les liens ne peuvent pas être ouverts depuis l'application) :

      https://doi.org/10.5194/cp-13-1199-2017

      https://doi.org/10.5194/acp-13-6275-2013

      https://doi.org/10.5194/angeo-26-1999-2008

      https://doi.org/10.1038/ngeo1282

      https://doi.org/10.5194/angeo-33-207-2015

      https://doi.org/10.1038/ncomms9268

      https://doi.org/10.1029/2010GL044601

      https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/2/024014

      https://doi.org/10.1002/2013JD020062

  15. Thibault, 07.03.2020, 13:50

    Bonjour,
    Le cycle d'oscillation de l'ONA serait-il corrélé au cycle solaire de 11 ans ?

    1. MétéoSuisse, 08.03.2020, 02:49

      Il n'y a pas de correlation directe entre l'ONA et le cycle solaire de 11 ans. Certaines études (mais pas toutes) ont trouvé un signal de ONA négative quand le cycle de 11 ans est à son minimum et inversément. D'autres études ont montré une tendance à un réduction du flux d'ouest sur l'Atlantique en situation de minimum solaire, sans pour autant trouver de correlation directe avec l'ONA.

      Voici une liste d'articles (en anglais) sur le sujet (vous devez passer par un navigateur internet pour les ouvrir, les liens ne peuvent pas être ouverts depuis l'application) :

      https://doi.org/10.5194/cp-13-1199-2017

      https://doi.org/10.5194/acp-13-6275-2013

      https://doi.org/10.5194/angeo-26-1999-2008

      https://doi.org/10.1038/ngeo1282

      https://doi.org/10.5194/angeo-33-207-2015

      https://doi.org/10.1038/ncomms9268

      https://doi.org/10.1029/2010GL044601

      https://doi.org/10.1088/1748-9326/8/2/024014

      https://doi.org/10.1002/2013JD020062

  16. marche arrière bip, 07.03.2020, 13:32

    Il est vrai que cet hiver à été tŕes doux partout et longtemps, que meme a 1500 mètres d altitude sur une terrasse l'on pourrait se mettre a 30 personnes autour d'une table, en chantant bien fort ( allé..... levons nos verre ) mais il y a des périodes ou il fait froid et chaud directe derriere. Dites moi y aura t il du foehn la semaine prochaine ? Par ce que plus de 15 degrés la semaine prochaine , ca me parait chaud. En attendant , allez en terrasse ce weekend en levons vos verre, une amitié comme la votre il y a pas deux sur la terre, y allé..... levez vos verre hihi......