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Les analyses stratosphériques

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Bonjour,

Je vais participé a ce forum plus souvent désormais, et j'ouvre un topic sur ce qu'on appelle les analyses stratosphériques. C'est simple, on regarde comment sa se passe dans la strato' et on peut savoir quelque moment ( en semaines ) à l'avance, qu'est ce qui risque de se passé .

Ces sortes d'analyses ne tiennent pas pour l'été , car la stratosphère devient stérile :lol:

Dans la stratosphère au dessus des pôles, chaque hiver on a un vortex qui arrive a son apogée. Pour faire simple, c'est de l'air froid qui tourne dans le sens direct.

Suivant l'emplacement de ce vortex, son évolution, ses formes, et ses divisions ( ou au contraire son homogéinisation ), ses réchauffement, ou ses refroidissement, on peut dejà bien voir ce qui se passe en haut de l’atmosphère et comme ceci va pouvoir influé sur le temps qu'on à .

On va commencé par une obligatoire explication ^^ , mais sa sera simple :)

Le vortex polaire c'est une masse d'air froid qui se forme vers l'automne et l'hiver, jusqu'au printemps, a cause d'un manque d’ensoleillement dans les régions polaire . L'ai froid s'emmagasine donc ( pas de rayonnement solaire + déperdition ), et forme une grosse masse d'air froide qui tourne dans le sens anti-horaire .

Cette masse d'air froid peut voir des zones se réchauffé ( SSW ) .

ces réchauffement se font par phénomènes de propagation d'ondes depuis la troposphère en général, vers la stratosphère, mais la sa devient plus hard :blush:

Suivant l'agitation dans ce vortex on peut avoir ce qu'on appelle un displacement event ou un splitting event.

A )Le displacement event correspond a un déplacement du vortex polaire vers l'europe ( ce qu'on a actuellement d'ailleurs ).

B )Le splitting event c'est l'éclatement du vortex polaire en 2 ( ou plusieurs morceaux ).

http://img11.hostingpics.net/pics/887707ESE.png

Actuellement on a un SSW qui se prépare ( mineurs ), ce qui devrait contribué a favorisé un régime AO - en troposphère si tout se passe bien .

C'est loin :D mais on voit bien le displacement event :

http://modeles.meteociel.fr/modeles/gfs/ru...nh-10-372.png?6

Du coup, en strato , après une période calme ou le vortex se concentrait, on assiste a un premier SSW possible, avec le début des ondes zonales 1 normalement dans les prochaines semaine si tout se passe bien .

Paix vous feras par de meilleures analyses encore car il s'y connais mieux ;)

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Bon, je n'avais donc jamais parlé de stratosphère encore sur MB à ma connaissance ^^ mais allons-y gaiement ^^

Déjà, il existe dans l'atmosphère une activité ondulatoire "horizontale". Ce sont les ondes de Rossby. Avant de commencer, cela peut être utile de lire ce sujet aussi : http://forums.infoclimat.fr/topic/78824-le...40#entry1832526

Schéma classique de la circulation au 20ème siècle.

Les tropiques reçoivent plus d’énergie que les pôles. Cette différence est autant due à une différence du rayonnement reçu, qu’à une différence d’absorption. En moyenne, les tropiques reçoivent plus d’énergie solaire que les pôles. De plus, les pôles ont un albédo très élevé, et donc réfléchisse une grande partie du rayonnement solaire incident, ce qui accentue les différences de chauffages. Ce schéma montre l’énergie reçue (In), et l’énergie rayonnée (Out) :

http://img685.imageshack.us/img685/8923/nrgg.jpg

Nous voyons nettement que les tropiques reçoivent plus qu’ils ne perdent, et ont donc un bilan positif. Les Pôles perdent plus qu’ils ne reçoivent, et ont donc un bilan négatif. Si cela se maintenait, les tropiques chaufferaient indéfiniment jusqu’à bouillir ^^ et les pôles tomberait à 0 Kelvins ^^ Pour équilibrer, il doit donc exister une redistribution de l’énergie à travers l’espace. Cette redistribution permet de résorber partiellement mais non totalement la différence, et les pôles restent plus froid que les tropiques. Le profil idéalisé de la température en fonction de la latitude ressemble à ceci :

tempfgv.jpg

La première figure est le profil idéalisé de température. On voit que les tropiques sont en moyenne à 25°C uniformément et les Pôles à -12°C en moyenne. Bon, c’est plus pour fixer les idées évidemment, cela ne se veut pas précis à l’unité près. La deuxième figure, c’est le gradient méridional de la température. On voit que le gradient est nul dans les tropiques (la température est quasiment uniforme), et est maximale vers 45/50°N. En pointillé, c’est à 15 kilomètres d’altitude, mais c’est dans la stratosphère, ceci est un autre sujet.

Ce très fort gradient génère un vent zonal puissant aux latitudes moyennes, c’est le courant jet. L’air chaud se dilate (youyou ^^ ), et l’air froid s’écrase. Le géopotentiel est donc plus bas aux Pôles que sous les tropiques.

ventthermique.jpg

Les surfaces, ce sont des surfaces isobariques, donc représente une altitude de géopotentiel. Par exemple, la surface du bas, cela peut être le Z1000, puis au dessus le Z500 puis le Z200. Nous voyons donc la formation d’un jet d’Ouest. Sur le pourquoi cela accélère avec l’altitude, c’est parce que la relation entre le géopotentiel et la température n’est pas linéaire notamment. Si cela cause, il y a un log du rapport des pressions dans la bataille qui explique une part de la non linéarité. Sinon, peut être admis tel quel.

De plus, il existe aussi un gradient du paramètre de Coriolis. Le paramètre f est représenté par la courbe bleue, le paramètre bêta en rouge est le gradient de f. Le paramètre f est quasiment nul sous les tropiques, et augmente fortement vers les Pôles. Cette fois, c’est l’aspect dynamique. Le tourbillon absolue est donné par :

ζa = ζr + f

Le premier terme, c’est le tourbillon relatif. Il est du au mouvement de l’air. Le deuxième, c’est f.

http://imageshack.us/a/img821/2563/clipboard01jo.jpg

Considérons que le tourbillon absolu se conserve. Donc une parcelle d’air qui remonte vers le nord voit le paramètre f augmenté, pour compenser le tourbillon relatif diminue. C’est une anomalie anticyclonique. Cela a des implications sur la vitesse du vent zonal :

http://img10.imageshack.us/img10/9092/momentumflux.jpg

Là il faut suivre ^^ C’est la perturbation du vent zonal (U’) lorsque l’air est advecté des différentes latitudes sources vers la latitude 45°. À 45°, cela ne change rien évidemment ^^ Par contre, de l’air advecté depuis 90° vers 45° perdra ainsi environ 350 m/s de zonal. Et un air advecté depuis 0° vers 45° gagnera environ 350 m/s de zonal. C’est encore un cas idéalisé, mais c’est pour fixer les idées à nouveau. C’est ce qu’on appelle le transfert de moment. Les tropiques sont un réservoir de moment tout comme ils sont un réservoir de chaleur. Une advection depuis les tropiques amène donc de la chaleur et du moment. Cette hausse du moment se matérialise par une perturbation positive de U, le vent zonal.

Il y a donc à la fois un élément dynamique, le moment, et un élément thermique, la température qui sont sujet à des gradients et donc potentiellement à un brassage suite au gradient.

Et donc en fait le véritable paramètre qui se conserve, c’est le tourbillon potentiel :

PV = grad(θ) * ζa

PV = grad(θ) * ( ζr + f )

Le grad(θ) représente la stabilité statique. Elle est très faible sous les tropiques (beaucoup de convection), et est forte aux Pôles (pas de convection ^^ ). Donc le tourbillon relatif s’ajuste en fonction de la stabilité statique et/ou du paramètre f.

Les ondes de Rossby sont une instabilité du jet décrit précédemment suite aux gradients de ces deux éléments, thermique et dynamique. Prenons l'exemple d'une parcelle qui part de 40°N, sans tourbillon relatif (elle avance en ligne droite), le point 1 c’est le schéma suivant.

ζa = ζr + f

ζa = 0 + 9.37*10^-5

Pour une raison ou une autre, elle dévie vers le Nord Est, point 2 sur le schéma, et elle arrive à 50°N, avec son tourbillon absolu qui est donné. Mais entre temps, le tourbillon d'entrainement représenté par f a diminué... Pas le choix, notre particule doit acquérir du tourbillon relatif pour garder son tourbillon absolu :

ζr = ζa - f

ζr = 9.37*10^-5 – 1.12*10^-4

ζr = -1.83*10^-5

Tourbillon relatif négatif, la voici parti dans une courbure anticyclonique qui la fait redescendre vers Sud Est alors… Point 3 sur le schéma, c’est l’amorce des ondulations planétaires.

rossby.jpg

Le bazar est instable, cela peut se montrer mathématiquement, mais conceptuellement cela veut dire que quand la particule repasse par 40°N (point 4), elle ne reprend pas sa trajectoire d’Ouest comme au point 1. Sur le schéma, deux grandeurs importantes sont indiquées, la demi amplitude A et la longueur d’onde λ. Le lambda est important, il représente la distance entre deux crêtes consécutives (ou deux creux, cela revient au même ^^ ). Les ondes planétaires ont une très grande longueur d’onde, de l’ordre de plusieurs milliers de kilomètres. En fait, ceci est le schéma d’une onde barotrope où il n’y a pas de gradient de températures. Comme je le disais, le véritable paramètre conservé, c’est le tourbillon potentiel. La hausse de la stabilité statique vers les Pôles doit aussi être compensé, et cela renforce l’anomalie anticyclonique apparue au point 3 (la parcelle dévie encore plus fortement vers le Sud Est). Tout à l’heure, j’avais dit que l’advection d’air depuis le Nord provoqué une forte décélération du vent zonal (dans les -300m/s ^^ ). Dans les cas les plus extrêmes, l’onde est si forte que la parcelle dévie même vers le Sud Ouest. L’onde de Rossby peut alors potentiellement déferler, c’est-à-dire que l’ondulation devient si forte qu’elle se coupe de la circulation d’Ouest.

baroclinic.jpg

Les notations des points sont les mêmes ^^ En 3, la stabilité statique augmente notablement, donc la colonne d’air doit diverger, ce qui renforce la baisse du tourbillon.

Ces ondes vont « recharger » en moment et en température dans les tropiques (point 5), pour disperser aux Pôles (point 3 et 7, qui n’est pas noté ^^). Les ondes de Rossby sont un système turbulent de grande échelle, cela permet de brasser l’atmosphère et de réduire le plus possible les gradients. C’est là qu’on approche le vecteur EP, par contre le détail ce sera pour une prochaine fois (mathématiquement, cela va être violent d’ailleurs, c’est inévitable). Le vecteur Eliasen et Palm a en fait deux composantes, une composante proportionnelle à l’eddy momentum flux, le flux de moment turbulent. Et une composante proportionnelle à l’eddy heat flux, le flux de chaleur turbulent. Ces deux composantes correspondantes bien à l’aspect thermique et dynamique des ondes de Rossby. En fait, le vecteur EP fournit le cadre mathématique rigoureux de description des ondes de Rossby. L’activité ondulatoire est ainsi une fonction de la divergence/convergence du vecteur EP. À ce niveau par contre, ce n’est plus que des math’s.

Les ondes de Rossby ont la particularité de se propager vers l’Ouest (oui je sais ^^ cela n’a pas de sens de prime abord ^^ ). En fait, la propagation dépend essentiellement de bêta (vu tout à l’heure ^^ le gradient de f, sauf que je l’ai donné en tant que fonction de la latitude, et qu’il le faut en tant que fonction de la distance, on peut donc diviser par 100 000 environ ^^) et du nombre d’onde zonale (comme son nom l’indique ^^ le nombre d’onde le long d’une latitude, en général 4/5 à 500 hPa). Les ondes de Rossby se déplace en fait lentement vers l’Ouest, beaucoup plus lentement que la vitesse

du courant jet. Elles circulent alors vers l’Ouest avec le jet. Cependant, si le courant d’Ouest est suffisamment lent, et le nombre d’ondes faible, la vitesse de propagation des ondes de Rossby peut être suffisante pour annuler le transport vers l’Ouest. Elles deviennent stationnaires.

Le schéma plus complet de la circulation atmosphérique est en fait celui-ci :

http://img715.imageshack.us/img715/8120/circulation.jpg

C’est la structure classique à trois cellules. Sous les tropiques, ce sont les cellules de Hadley et de Walker qui décrivent la dynamique atmosphérique. Ici, l’air ne brasse presque rien, le transport de chaleur se fait de manière privilégié par l’Océan en fait. La cellule de Hadley a une zone de convergence avec convection, l’ITCZ ; et une zone de subsidences, que sont les anticyclones subtropicaux. Aux latitudes moyennes, ce sont les ondulations du courant jet, qui brasse beaucoup de chaleur et de moment et assure l’équilibre énergétique. Et encore plus au Nord, c’est la cellule polaire, mais qui n’est pas un concept aussi « rigide » que la cellule de Hadley.

Et pour le fun, une petite expérience de cuve tournante. Au centre, de la glace pilé qui permet de représenter les Pôles. Les encres de couleurs mettent en évidence des ondes.

http://img706.imageshack.us/img706/6466/cuve.jpg

Tiens, question pour un bonbon :

9nov.jpg

Combien d’ondes de Rossby ? ^^

Perturbation de la circulation atmosphérique avec le réchauffement.

Avec le réchauffement, les Pôles se réchauffent environ deux fois plus vite. Cela n’a rien de spécifique au climat ou au réchauffement actuel. La paléoclimatologie montre que les périodes chaudes ont un gradient méridional de température réduit, alors que les périodes froides ont un gradient très marqué. Cela se vérifie également pour l’Océan, le gradient de température se trouve plus au Sud et est plus marqué. Ici, je me focalise sur l’Arctique. L’évolution en Antarctique est conforme à ce qui est attendue dans le cadre du réchauffement climatique, et mis à part pour la hausse du niveau de la mer, cela ne nous impacte pas. J’aurais donc ici un point de vue centré sur l’Arctique.

Il y a différentes causes à ce réchauffement différentiel, qui n’agissent pas de manière égale suivant les climats. Des différents facteurs, je parlerais surtout de la rétroaction albédo, et de l’augmentation des flux de chaleur océanique vers les Pôles.

Pour le deuxième point, moins développé, les modélisations montrent que les flux de chaleurs océaniques augmentent avec le réchauffement :

http://download.springer.com/static/pdf/53...9c&ext=.pdf

http://download.springer.com/static/pdf/69...95&ext=.pdf

http://shadow.eas.gatech.edu/~kcobb/abrupt/holland06.pdf

Ce qui est confirmé par la paléoclimatologie, notamment l’étude du Pliocène, même si c’est encore un peu la galère à simuler correctement comme le montre le deuxième lien ^^’ (le premier lien étant bien de la paléoclimato’ « pur », sans modélisation aucune)

http://adsabs.harvard.edu/abs/1992Sci...258.1133D

http://www.ldeo.columbia.edu/~peter/site/P...ov.eal.2006.pdf

Et c’est ce qui est actuellement observé :

http://www.tos.org/oceanography/archive/24-3_beszczynska.pdf

ftp://ecco2.jpl.nasa.gov/data3/ATN_output...ate_2010GRL.pdf

L’autre élément, est bien sûr la rétroaction albédo. Elle concerne la banquise ou la neige. Il est notable pour la banquise qu’il n’est pas nécessaire de tomber à 0 pour la banquise pour enclencher la rétroaction. Une glace jeune et fine a déjà un albédo plus faible, ce qui nécessairement implique que nous sommes déjà dans une situation énergétique profondément chamboulé (voir ici par exemple : http://www.forums.meteobelgium.be/index.ph...st&p=447219 )

http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2012GL051432.shtml

Au final, l’albédo a bien un impact majeur :

http://www.see.ed.ac.uk/~shs/Climate%20cha...ice%20cover.pdf

http://tamino.wordpress.com/2012/10/01/sea-ice-insolation/

http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011JD015804.shtml

Ceci génère un réchauffement accéléré de l’Arctique par rapport aux tropiques. Cependant, il est surtout notable que nous soyons sans doute proche d’un RILE, Rapid Ice Loss Event, c’est-à-dire prosaïquement d’un effondrement de la banquise (voir ici pour une introduction du sujet : http://www.forums.meteobelgium.be/index.ph...st&p=448669 ). Les mécanismes en jeu sont toujours les mêmes, nébulosité, rétroaction de l’albédo, hausse des flux de chaleur.

http://cires.colorado.edu/science/groups/f..._05_Holland.pdf

Bref l’Arctique est en train d’évoluer profondément, et il entre dans un nouvel état climatique.

L’amplification Arctique est ainsi clairement observée, ici sur les 20 dernières années :

http://img440.imageshack.us/img440/5823/amplification.jpg

Utiliser 20 années est un peu court pour faire des statistiques, mais cela confirme que le Pôle se réchauffe plus. L’anomalie négative Pacifique, c’est plus parce que nous sommes en PDO- depuis peu, plus que parce que cela se refroidit.

D’autre part, il y a également un autre phénomène qui est l’évolution de la convection tropicale qui joue. Cette modification permet un ralentissement et une expansion vers les Pôles de la cellule de Hadley :

http://meteora.ucsd.edu/~jnorris/sio209.fa11/Lu2007.pdf

http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/2008JCLI2620.1

http://www.as.wvu.edu/biology/bio463/Seide...g%20climate.pdf

Cette expansion est du à une hausse de la stabilité statique dans les latitudes moyennes, avec une augmentation de l’altitude de la tropopause.

Ces deux éléments en main, nous allons pouvoir rentrer dans le vif du sujet.

Le réchauffement accéléré de l’Arctique et l’expansion de la cellule de Hadley impacte en premier lieu le courant-jet. Une réduction du gradient de température provoque un ralentissement du courant-jet, via la relation du vent thermique explicité ci-dessus. Par exemple au dessus de l’Amérique du Nord :

u500ap.jpg

À gauche, la différence d’épaisseur 1000-500 hectopascals, et à droite la vitesse du vent zonal. La baisse est statistiquement significative.

http://www.seas.harvard.edu/climate/semina...sVavrus2012.pdf

De même lorsque nous suivons les mois suivants le minimum de Septembre :

u500ap.jpg

En rouge, moyenne des années qui suivent un minimum excédentaire. En bleu, moyenne des années qui suivent un minimum déficitaire. L’impact sur le gradient d’épaisseur 1000-500 est très net.

http://www.colorado.edu/geography/class_ho...009GL037274.pdf

Cependant, ceci n’est pas en soi dommageable. Cependant, les ondes de Rossby sont portées par le flux d’Ouest. Et si le flux d’Ouest ralentit, les ondes de Rossby avec, ce qui augmente la probabilité de blocages. Un autre facteur qui explique le ralentissement des ondes de Rossby est l’augmentation de l’amplitude de ces ondes. Le réchauffement Arctique implique donc une hausse marquée de l’épaisseur 1000-500 aux pôles comme nous venons de le voir. Cette hausse plus rapide favorise l’étirement vers le Nord des ondes, ce qui tend à les ralentir également.

http://www.seas.harvard.edu/climate/semina...sVavrus2012.pdf

Ceci tend donc à provoquer des extrêmes plus fréquents, mais pas seulement plus de chaud. C’est remarquable avec l’Est des USA ces derniers jours. Il passe en une semaine d’un ouragan à une tempête de neige. Cela montre à quel point la circulation atmosphérique déraille.

Cette évolution se traduit également par des nouveaux schémas de circulation, notamment le Dipôle Arctique. Le Dipôle Arctique est une opposition entre une anomalie canadienne et une anomalie russe. Certains auteurs l’appellent Arctic Rapid Change Pattern –ARP-, d’autres Dipole Anomaly –DA-, d’autres Arctic Dipole –AD-, mais cela reste la même chose. La petite subtilité, c’est qu’un AD+, c’est un DA- ou un ARP- ^^ Ce schéma est devenu omniprésent au Printemps depuis 2005 environ, avec une forte anomalie positive sur le Canada (DA+ mais AD- ^^’ ). Ici l’ARP :

http://img543.imageshack.us/img543/5568/arp.png

Et ici le DA :

Il génère donc un flux de Sud à travers l’Arctique.

Il était très discret avant le milieu des années 90, et n’a cessé de monter en puissance depuis. AU printemps, cette évolution est surtout du à la perte de la neige en fait.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111...enticated=false

http://www.google.fr/url?sa=t&rct=j&am...l9hyrd4y5_SxZ1g

Et les régimes de blocages plus fréquents en sont bien la cause :

http://www.agu.org/pubs/crossref/2012/2012gl053268.shtml

De même, l’AO- devient plus fréquente. Cependant, ce n’est pas le schéma canonique de l’AO, et dans les auteurs, il y a même une scientifique, J. Curry, qui se dit sceptique :

http://www.pnas.org/content/early/2012/02/...910109.full.pdf

« However, the atmospheric circulation change linked to the reduction of sea ice shows much broader meridional meanders in midlatitudes and clearly different interannual variability than the classical Arctic oscillation. »

Autrement dit, malgré ce qu’elle peut raconter sur son blog, quand elle publie elle dit aussi que nous sommes en train de perdre le climat du 20ème siècle… Il n’y a donc vraiment plus aucun scientifique à ma connaissance à douter de tout ce que j’ai pu vous raconter, la plupart commençant même à s’inquiéter franchement (comme Kate qui, à propos du permafrost, disait qu’elle avait envie de se cacher sous son bureau…)

C’est pour cela, je suis complètement buté avec Décembre 2010 et Février 2012, mais ce n’était pas des vagues de froid, c’était un changement climatique : http://www.forums.meteobelgium.be/index.php?showtopic=14033

Des liens en vrac :

http://journals.sfu.ca/coaction/index.php/...icle/view/15381

http://www.tos.org/oceanography/archive/24-3_overland.html

http://conference2011.wcrp-climate.org/pos...ancis_M123B.pdf

http://gradworks.umi.com/1500775.pdf

http://www.agu.org/pubs/crossref/2010/2010EO410007.shtml

http://www.atmosp.physics.utoronto.ca/SPAR..._1_Overland.pdf

http://www.tos.org/oceanography/archive/25-2_greene.pdf

Et pour les pays développés, si le risque se limite à une inflation de l'alimentation pour l'instant, il ne faut pas croire que nous ne soyons pas à l'abri de ruptures d’approvisionnements dans les années à venir.

Cela a aussi des conséquences pour la fonte du Groenland :

Sur les incendies :

Et cela ne provoque pas que la douceur...

Régime de temps à la Cassou

Pour être un peu plus pratique, la manifestation dans le Z500 des ondes de Rossby, cela peut s'analyser à travers les régimes de temps de Cassou (c'est un de mes dadas ce truc :D )

Si vous voulez, les liens vers les graphiques de Cassou :

http://www.cerfacs.fr/~cassou/Regimes/regime.html

Ce qu'a fait Cassou, il a pris toutes les données du Z500. Il fait des petits paquets avec les données. Il a regroupe en 4 groupes les cartes du Z500, en essayant de minimiser la variance au sein d'un groupe (on essaye de mettre les même cartes ensemble), et de maximiser la variance entre groupe. En gros, il a mis les pas beaux avec les pas beaux, les moches avec les moches,... Dans la théorie cela semble simple, mais les problème de minimisation/maximisation c'est.. comment dire ? ardu ? ^^ Bref, je vous fais grâce des détails ^^ Et dans la pratique, avec des matrices de millions de données XD z'avez intérêt à avoir une bonne bécane...

Mais au final, on retrouve des trucs connu : la NAO + et NAO - , l'Atlantic Ridge et le Blocage. L'avantage, c'est que les régimes du temps sont plus facilement prévisible et plus stable. En fait, c'est la réponse forcée sur une échelle de quelques semaines. Les modèles ont tendance à être assez mauvais à des échéances lointaines, mais en lisant les modèles avec les régimes de Cassou, on se rends compte que ce n'est pas toujours autant le gros dawa qu'on ne pourrais le penser de prime abord. Il montre notamment le lien des régimes de temps avec la MJO et le déferlement des ondes de Rossby :

http://www.cerfacs.fr/globc/links/presenta...michel_2011.pdf

http://www.cerfacs.fr/globc/links/presenta...cassou_2008.pdf

http://www.cerfacs.fr/globc/links/presentation

Le schéma classique, c'est NAO+ -> Bl et/ou AR -> NAO- , même si ce n'est pas toujours vérifié (en Mars, on a cyclé entre une NAO+ haut perché qui apportait 3 gouttes tous les 15 jours et un BL quasi estivale ^^). De plus, la MJO phase 3 ou 4 tend à précéder la NAO+, et la MJO phase 7 ou 8 tend à précéder la NAO- . Ce sont en fait les mêmes mécanismes :

Il a donc divisé en Atlantic Ridge (AR), Scandinavian Blocking (S-Bl ou Bl), NAO-, et NAO+ (ou AL en Été pour Atlantic Low). Cela fait bien 4 ^^

Pour visualiser, la NAO+ et la NAO-, tout le monde connait ^^ mais ce ne sont pas ces deux régimes qui expliquent tout.

L'AR et le BL, ce sont les deux autres régimes de temps de Cassou ;) L'AR, c'est ce vous apellez le "big GA" en effet (le big anticyclone groenlandais, plein de neige en Hiver, plein de flotte en été :D). L'anticyclone qui a une érection et vient faire barrage sur l'Atlantique, pendant que nous on se prend une couille sur la gueule ^^ En Été, ce sont certains mois de Juillet récent ^^ En Hiver, c'est Décembre 2010.

Le BL, c'est le blocage scandinave (là aussi, en été c'est la canicule, par contre en Hiver c'est la vague de froid... ). Dans les exemples récents, en Été c'est Juillet 2006 ; alors qu'en Hiver ce serait plutôt du février 2012.

Voici le lien vers les régimes de temps : http://www.cerfacs.fr/~cassou/Regimes/regime.html ,

et les cartes de ce que sont les régimes, en Hiver :

http://www.cerfacs.fr/~cassou/Regimes/Imag...patial_DJFM.gif

Et en été :

http://www.cerfacs.fr/~cassou/Regimes/Imag...treme_MJJAS.gif

Il a ainsi pu établir un lien entre MJO et régimes de temps :

http://www.cerfacs.fr/globc/links/presenta...cassou_2008.pdf

Le train d'onde que génère la MJO dans les tropiques influence le PNA de la même manière que la NAO. En phase 2 à 4, le PNA- est favorisé, en phase 7 à 8, c'est le PNA+. Cela rejoint aussi le lien avec La Nina. La Nina tend à forcer un PNA- car la convection est déplacé vers l'Ouest et génére un train d'ondes qui force le PNA-. Alors qu'avec El Nino, la convection se carapate à l'Est, le PNA+ est favorisé.

Cela améliore la capacité à prévoir le temps car on peut s'extraire de l'analyse classique des modèles qui n'apporte plus grand'chose à très longue échéance.

L'AR est surtout favorisé en MJO 6 et en Nina. Je ne pense pas l'avoir vu quelque part ^^ mais si je puis me permettre de donner mon avis de péon, le forçage de l'AR en Nina se fait surtout via le PNA- je pense, et que si l'AR sort alors sur la MJO 6 et non la MJO 4, cela tient au délai de propagation de l'anomalie.

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jmsj/86/1/86_1_213/_pdf

La période de la MJO cela dépend, la phase active (convection renforcé, convergence de surface, divergence d'altitude) fait le tour de l'équateur en 30 à 60 jours environ. La MJO cycle plus en période Nina qu'en Nino. D'ailleurs, on sait qu'une forte activité MJO déclenche généralement un El Nino, ce qui serait un mécanicme d'oscillation (Nina -> plus de MJO -> basculement en Nino in fine). Mais les mécanismes exactes gouvernant l'ENSO et la MJO reste très mal connus. L'AR semble être renforcé par l'évolution de l'Arctique, mais cela reste largement hypothétique vu qu'il n'existe aucune étude à ce sujet ^^ Pour le PNA, ce n'est même pas la peine d'essayer de détecter un signal là dedans, le poids de la MJO et de l'ENSO gêne de trop.

Si vous voulez suivre la MJO :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec...k/MJO/mjo.shtml

Notamment ce graphique :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec...hase40_full.gif

C'est la position de la phase active de la MJO, et son intensité. Plus vous êtes loin du cercle central, plus la MJO est active. Et après les régions géographiques sont indiqués (3/4 c'est Baie de Bengale puis Ouest Pacifique, favorise NAO+ par exemple).

Vous avez aussi ce lien, du BOM of Australia :

http://www.bom.gov.au/climate/mjo/

Et là il y a carrément les archives de la MJO ^^

Les régimes de temps sont également liés aux déferlement des ondes de Rossby.

http://www.cerfacs.fr/globc/links/presenta...michel_2011.pdf

Et c'est sans doute là la cause "ultime" des régimes de temps. Physiquement, ils sont sans doute la manifestation dans le Z500 de l'activité ondulatoire. Ainsi, l'activité convective tropicale peut forcer ces ondes, et modifier leur propagation. Les anomalies de convection Atlantique (renforcement de la cellule d'Hadley) modifie également la propagation des ondes.

Les déferlements cyclonique notamment sur le Canada peuvent provoquer et renforcer l'AR. C'est logique l'un dans l'autre me direz-vous ^^, mais au moins là c'est carré ^^ Les déferlements cycloniques sur le Groenland et anticyclonique sur l'Europe et l'Atlantique renforce le zonal par contre. Et...

Pour les régimes de temps de Cassou, il y a cette vidéo bien foutue où on peut voir Cassou d'ailleurs ^^ (noté comme il est bien rasé ^^ )

http://www.httr.ups-tlse.fr/numerique/prog...if.php?Code=224

Blocage

Lorsque les ondes de Rossby ralentissent et que le flux d'Ouest est interrompu, on parle de blocage.

Une définition générique du blocage existe. Il définit un renversement du gradient du Z500, c'est-à-dire que la cellule de haute pression se carapate au Nord :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec...MJO/block.shtml

Il faut cependant que le blocage atteigne un certain seuil pour qualifier tel quel, avec des valeurs de plus de 10 mètres par degré de latitude. Cela correspond en gros à un vent zonal négatif de 8 m/s. Un blocage est donc de manière pratique une réelle et franche interruption du flux d'Ouest. Actuellement, ce n'est pas parce que nous sommes sous super patate enrichie à l'omega 3 qu'il y a blocage. Le flux d'Ouest est encore là et bien là, vigoureux. Une définition plus souple peut cependant ce baser sur les régimes de temps à la Cassou. Cependant il faut bien avoir conscience qu'en BL, comme actu', le flux d'Ouest n'est pas nécessairement interrompu. Le blocage a son importance car la rupture de l'écoulement d'Ouest correspond à une situation où les ondes de Rossby sont donc magnifiés. Or un blocage peut favoriser le déclenchement d'un SSW. Il faut donc avoir un minimum de précision dans ce qu'est un blocage. Ce n'est pas parce que le temps est chiant à en crever sous super patate que la situation est pour autant physiquement bloqué, ce qui pour les forçages des SSW est important. Un SSW, il en a rien à carrer de nos états d'âmes ^^ Cela a aussi son importance dans les forçages des ondes de Rossby par la convection tropicale,... En tout état de cause cependant, cet Automne est complétement paralysé, donc pour les vecteurs EP c'est bon ^^

Stratosphère

Que vient vers la stratosphère là dedans donc ? ^^ Et bien comme le disait passiion, l'activité du vortex permet de moduler l'activité ondulatoire en stratosphère, notamment à travers le forçage de l'AO. Je vous invite à lire l'introduction du Frédéric à ce sujet (j'aurais pas le courage de refaire un pavé pour redire la même chose in fine ^^)

http://forums.infoclimat.fr/topic/78824-le...cages-externes/

Des liens pour suivre la stratosphère :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/stratosphere/

http://www.geo.fu-berlin.de/en/met/ag/stra...data/index.html

http://ozonewatch.gsfc.nasa.gov/meteorolog...2_MERRA_NH.html

En stratosphère, il existe un indice qui permet de décrire la puissance du vortex polaire, qui la NAM (Northern ANnular Mode). La NAM en troposphère, c'est l'AO.

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec..._index/ao.shtml

http://www.atmos.colostate.edu/ao/introduction.html

La NAM est négativement corrélé aux anomalies de géopotentiel. Ainsi un VP puissant verra un renforcement du vent zonal, des anomalies négatives de géopotentiel, et une NAM positive ^^ Et réciproquement.

Un VP puissant favorise généralement en Hiver une circulation zonale. Un VP déstructuré favorise les épisodes AO- avec un temps plus hivernal parfois (mais pas toujours ^^)

Vecteur EP

Ce sera pour une prochaine fois ^^'

Prévision

Cf ici ^^ :

http://www.forums.meteobelgium.be/index.ph...st&p=449878

P.S. : Si un gentil modo pouvait déplacer en prévision/tendances saisonnières ? Cela serait plus adapté je pense ^^

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Actuellement on a un SSW qui se prépare ( mineurs ), ce qui devrait contribué a favorisé un régime AO - en troposphère si tout se passe bien .

C'est loin :D mais on voit bien le displacement event :

http://modeles.meteociel.fr/modeles/gfs/ru...nh-10-372.png?6

Du coup, en strato , après une période calme ou le vortex se concentrait, on assiste a un premier SSW possible, avec le début des ondes zonales 1 normalement dans les prochaines semaine si tout se passe bien .

Il faut quand même dire que la prévision de la T10 est plus stable (moindre sensibilité aux conditions initiales) mais que cela ne veut pas dire en effet que la prévision est d'une robustesse à toute épreuve :P On notera ainsi que l'intensité du réchauffement tend à augmenter avec les réactualisations, ce qui est plutôt bon signe ^^

10.png

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Merci Paix pour ce superbe Commentaire très scientifique :thumbsup:

Ah ça, pour être scientifique, c'est scientifique... :D

Très intéressant, même si je n'ai pas tout compris... ;)

Merci Paix pour ton apport, mais je te l'ai déjà dit, tu gagnerais encore plus d'attention sur les forums si tu parvenais à vulgariser un peu tes explications. Mais quand on est un passionné comme toi, je me doute que ça ne doit pas être évident... :)

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Ah ça, pour être scientifique, c'est scientifique... :D

Très intéressant, même si je n'ai pas tout compris... ;)

Merci Paix pour ton apport, mais je te l'ai déjà dit, tu gagnerais encore plus d'attention sur les forums si tu parvenais à vulgariser un peu tes explications. Mais quand on est un passionné comme toi, je me doute que ça ne doit pas être évident... :)

Tu sais même si j'en sais pas ( encore :D ) autant que Paix, a la longue sa devient la routine de parlé dans un language qui peut paraître compliqué aux autres c'est vrai :blush:

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Tiens, Paix, j'aimerais savoir a quel point joue le vortex strato' sur les dorsale en piquet qu'on retrouve très souvent dans l'atlantique depuis un bout de temps :lol:

A ce que je sais, c'est un bout d'anti' des Açores qui n'a rien a foutre là non ? :D

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En tout cas, « chapeau bas » pour toutes les connaissances que vous avez ! :thumbsup::thumbsup::thumbsup:

Cb

Merci ! :lol::lol::lol:

;)

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Tiens, Paix, j'aimerais savoir a quel point joue le vortex strato' sur les dorsale en piquet qu'on retrouve très souvent dans l'atlantique depuis un bout de temps :lol:

A ce que je sais, c'est un bout d'anti' des Açores qui n'a rien a foutre là non ? :D

Là apparemment cela n'a pas changé grand'chose ^^ Non c'est une question intéressante parce que le downward control est encore mal compris. Cela passe par le couple généré par la circulation stratosphérique et par le flux turbulent de moment. Intuitivement, on comprend bien que si cela tourne à 100 km/h de moyenne en stratosphère, le manège aura plus simple à tourner dans le même sens en troposphère. Dans le détail, il n'existe pas un modèle complet qui décrive le downward control et sa modulation. On l'a bien vu cette automne, malgré un VP très puissant, on a eu une AO- en troposphère. Va comprendre ^^

Généralement, un VP concentré limite quand même l'activité ondulatoire en troposphère. Si on s'est retrouvé avec ce régime AR, c'est que les forçages en troposphère étaient assez puissant pour aller au delà du contrôle stratosphérique.

Si tu sais supporter un peu d'anglais ^^ Sur ce forum il parle beaucoup de stratosphère : http://forum.netweather.tv/

En tout cas, « chapeau bas » pour toutes les connaissances que vous avez ! :thumbsup::thumbsup::thumbsup:

Cb

Muchas gracias ;)

Merci ! :lol::lol::lol:

;)

^^

Sinon, pour le SSW, cela part en splitting event apparemment, mais c'est laborieux. Il n'y a aura d'ailleurs sans doute pas de SSW à strictement parler (c'est-à-dire un renversement de la circulation zonale stratosphérique -du vent d'Est en clair...-). Par contre on remarque bien qu'il se forme deux tourbillons distincts :

ecmwfpv850f240.gif

Le VP est donc quand même mis à mal.

Et dans les géopotentiels, on retrouve bien une onde 2 :

ecmwf10f240b.gif

Avec toujours un bon flux turbulent de chaleur sur l'onde 2 :

ecmwfzmvt2f240.gif

Cela forme même un cœur ^^

Le réchauffement reste quand même mineur :

10.png

Vu qu'en troposphère, il n'y a déjà pas besoin de grand'chose pour que cela part en cacahuète ^^ cela devrait être quand même suffisant pour maintenir l'AO dans le négatif durant Décembre (comprendre, Décembre va être neigeux ^^ ).

Modifié par paix

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Au fait, deux trois remarques bêtes mais sait-on jamais ^^

Le vortex en bien en stratosphère. Par exemple cet Automne, le vortex polaire a été plutôt bien constitué, même si en troposphère c'était régime AO-. Cela se voit sur le diagramme temps-pression :

post-3513-1353717385_thumb.png

En stratosphère, domine des anomalies négatives de géopotentiels, donc un vortex plutôt bien établi, alors qu'en troposphère, ce sont des anomalies positives qui matérialisent l'AO- (un AO- s'accompagnent d'anomalies positives du Z au Pôle Nord).

C'est important parce que le downward control, c'est-à-dire le mécanisme qui permet à la stratosphère de forcer la troposphère, est très mal connu. Il est certain que la stratosphère influence la troposphère, notamment à travers l'AO, mais dans le détail... C'est une bonne question, peut être que Polvani a une idée de réponse et qu'il nous sortira un papier l'année prochaine, mais bibi n'en sait rien XD

On retrouve la trace du VP dans le Z500, mais en surface il y a une tendance à avoir une circulation anticyclonique, à cause de l'écrasement de la colonne d'air.

Un SSW est normalement défini comme le renversement de la circulation zonale stratosphérique, c'est-à-dire que d'un régime de vent d'Ouest on passe à un régime de vent d'Est. Ce coup-ci, aucun espoir qu'on soit dans la définition ^^ mais comme il va y avoir un réchauffement et que cela va mettre de l'ambiance ^^ autant en parler ^^

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Du coup je ne suis plus sur mais il me semble que le Vortex strato' joue sur la cyclogenèse près de Terre- neuve, qui elle même joue sur la remonté de Hauts géopotentiel sur l'atlantique permettant un flux de Nord-Nord-est sur la France non ? :unsure:

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Le VP n'influence pas d'une manière aussi directe. Il n'y a pas nécessairement un alignement vertical entre les structures stratosphériques et troposphériques. Actuellement en troposphère, il y a une très forte présence de l'onde 2 en troposphère et stratosphère, et donc on a une congruence entre les 2. Il est vrai que du coup cela favorise les cyclonic wave breaking et alimente le blocage :

post-3513-1353771244_thumb.png

mais les interactions ne sont pas linéaires ;)

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Mais en troposphère on peut monté jusqu'à 7 ondes , c'est bizarre que la sa se limite a 2 comme tu le dit :D

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Il y a bien tout un tas d'ondes en troposphère mais c'est l'onde 2 qui domine ;) La décomposition en onde zonale, génériquement, c'est un truc du genre : Amplitude1 * (cos(x+phase1)) + Amplitude2 * (cos(2*x+phase2)) + Amplitude3 * (cos(3*x+phase3)) +...

Là en ce moment sur le Z300 tu as une dominance de l'onde 2 :

tropwaves.gif

L'amplitude sur l'onde 1 est de 60m, 240m sur l'onde 2 et 120m sur l'onde 3. Au delà cela devient très faible l'amplitude. Plus de 50% de l'amplitude est donc porté par l'onde 2, d'où l'aspect très trèfle à 4 feuilles (je prend la situation à quelque échéances de là, cela bouge forcément un peu et dans l'immédiat cela redevient temporairement plus onde 1) :

post-3513-1353854002_thumb.png

Modifié par paix

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Yep comme le dis Paix actuellement c'est une dominance d'ondes numéro 2 ( et un peu de 3 ) .

L'anomalie :

IMG28620.png

Et le total :

IMG28349.png

Inutile de dire qu'en N°7 c'est un bordel monstre, je sais pas si il existe une carte archive d'une telle situation :D

Du coup, comme Paix parle du nombre d'onde zonal, je crois qu'il est noté "k" en maths non ? :lol:

A mon avis le nombre d'onde méridienne n'existe pas hein ?

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On voit bien sur la carte l'axe du maximum de l'onde, qui passe par l'Atlantique (rah.... Gros blocage atlantique :P ) et et par le Pacifique (PNA-), alors que l'axe du minimum passe par la Sibérie et par le Canada.

Cette carte est volontairement simplifiée, et représente en fait la hauteur du Z500 par les 5 premiers nombres d'ondes. Cela permet de faire ressortir de manière caractéristique l'activité ondulatoire de la Terre. Comme le dit passion, on n'a jamais une onde 7 dominante, et les 5 premiers sont suffisants pour expliquer le plus gros de la variabilité du Z500.

Dans le cas actuel, sur le Z300 cette fois, on a les amplitudes suivantes sur les nombres d'ondes :

post-3513-1354028120_thumb.png

On voit bien que le nombre d'onde 2 domine tout ^^

Du coup, comme Paix parle du nombre d'onde zonal, je crois qu'il est noté "k" en maths non ? laugh.gif

A mon avis le nombre d'onde méridienne n'existe pas hein ?

Yep et nop ^^

En effet, c'est k le nombre d'onde, mais on a aussi l le nombre d'onde méridien et m le nombre d'onde vertical. Si tu note ν (nu, pas v :P) la fréquence, tu as en fait une décomposition classique d'une onde avec une exponentielle complexe :

Onde du Z500 = exp[ i (k*x + l*y + m*z)]

En fait, avec ω la pulsation (un facteur de proportionnalité en gros pour ceux qui ne voient pas), tu peux écrire aussi pour l'onde zonale :

Z500 = a0 + [ a1*cos(1*ω*x) + b1*sin(1*ω*x) ] + [ a2*cos(2*ω*x) + b2*sin(2*ω*x) ] + [ a3*...

C'est une décomposition en série de Fourrier tout ce qu'il y a de plus classique. Les ak et les bk du nombre d'onde k. Le nombre d'onde est 1 pour le premier gros paquet, 2 pour le deuxième, 3 pour le troisième,... et a0 représente l'état de base.

Mathématiquement, il y a toujours moyen de revenir à l'exponentielle complexe évidemment ( exp(i*x) = cos(x) + i*sin(x) pour mémoire ), cela est plus compact :P Mais la décomposition en série de Fourier rend le truc plus évident. Bien sûr, tu peux toujours sortir l'amplitude alors :

Amplitude = Racine(ak²+bk²)

Phase = arctg(ak/bk) -> C'est là que tu as envie d'exploser ton ordi/ta caltoche en général vu que arctg est défini sur [ -pi/2 ; pi/2 ] XD

L'intérêt est donc de sortir les ondulations par rapport à un état de repos a0. Cela permet d'étudier la dynamique atmosphérique dans un cadre plus adapté. Le vecteur EP est basé sur le même principe, il existe un état zonal moyen de base, et on étudie les perturbations u' du vent zonal, v' du vent méridional, et T' de la température par rapport à cet état.

En tout cas l'image est intéressante, elle permet de montrer ce qu'est une onde 2 dans la réalité. La situation est en effet propice vu l'amplitude de l'onde 2 :P

500.png

On voit bien deux maximums et deux minimums même sans dégraisser le mammouth. Sur le parallèle 60°N, on passe par un maximum à 5550m au Sud de l'Islande, un minimum à 5050m en Sibérie, re un maximum sur le Pacifique à 5550m et re un minimum à 5100m au Canada. Cela donne une différence de 450/500m environ entre les creux et les bosses, mais comme toute la variabilité n'est pas portée par l'onde 2, cela donne une amplitude d'onde 2 de 350m à 400m environ, en cohérence avec les 320m à 300hPa.

On notera aussi que je parlais tantôt de déferlement d'onde (wave breaking en anglais). C'est à cela que serve les cartes 1.5PVU de météociel et isentropique 320K de wetter3. La version non saccagée :

post-3513-1354031245_thumb.png

Et les commentaires douteux de bibi ^^

barbouill.png

L'incapacité à générer des déferlements anticycloniques est la cause de l'effondrement du la tentative de blocage Atlantique. Cela tente de s'amorcer sur l'Irlande mais sans grand résultat et le maintient d'un déferlement cyclonique conditionne déjà un basculement en zonal assez au Sud mais quand même au Nord ^^ (NAO- qui foire si vous préférez :P )

Et on revient donc à la même chose, thermodynamiquement :

naefsnh-0-1-96.png

et dynamiquement :

naefsnh-0-0-96.png

Ce n'est pas joyeux donc de facto le PV qui est une fonction des deux prend du gros plomb dans l'aile, et cela déferle mal :whistling:

Si on va plus loin :

gfsnh-4-192.png

On retrouve bien nos déferlements cycloniques sur l'Atlantique qui continue à forcer une remontée de l'anticyclone sur l'Atlantique. Le régime zonal ne sera donc que temporaire, on est sauvé ^^

Modifié par paix

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Le SSW semble ne pas se confirmé :S

Sa va influencé la troposphère ce changement je pense, a voir :unsure:

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Donc du coup pour revenir a ces SSW ( en français, réchauffements stratosphériques soudains ), ce sont des zones dans la stratosphère qui se réchauffent, et ils sont liés a des ondes qui viennent de la troposphère, ou a des ondes qui viennent de la haute stratosphère ( ce sont des ondes qui se réfléchissent la haut, et reprennent une direction vers le bas après être venues initialement de la troposphère en grande majoritée ).

Ces ondes transports des flux de chaleur ( eady heat flux ) et des flux de moment cinétique ( eady momentum flux ).

Cela explique pourquoi elles provoquent plus ou moins un réchauffement selon leur taux d'eady heat flux, et font plus ou moins variés les vents la haut, selon leur capacité a transporté du moment .

Entre SSW mineurs et/ou Majeurs, on a un réchauffement faible et / ou majeure . Les majeurs ont d'avantages tendance a renversé les flux zonaux dans la strato' d'ailleurs ( big onde is the responsable :lol: ).

Voilà c'était juste une petite précisions :)

Modifié par passiion

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Donc du coup pour revenir a ces SSW ( en français, réchauffements stratosphériques soudains ), ce sont des zones dans la stratosphère qui se réchauffent, et ils sont liés a des ondes qui viennent de la troposphère, ou a des ondes qui viennent de la haute stratosphère ( ce sont des ondes qui se réfléchissent la haut, et reprennent une direction vers le bas après être venues initialement de la troposphère en grande majoritée ).

Ces ondes transports des flux de chaleur ( eady heat flux ) et des flux de moment cinétique ( eady momentum flux ).

Cela explique pourquoi elles provoquent plus ou moins un réchauffement selon leur taux d'eady heat flux, et font plus ou moins variés les vents la haut, selon leur capacité a transporté du moment .

Yep ;) Il y aussi des ondes de la stratosphères, avec des histoires de forçages radiatifs, de mésosphère et de surf zone, mais je ne pourrais guère en dire plus là, c'est trop haut pour moi :D

Entre SSW mineurs et/ou Majeurs, on a un réchauffement faible et / ou majeure . Les majeurs ont d'avantages tendance a renversé les flux zonaux dans la strato' d'ailleurs ( big onde is the responsable :lol: ).

Voilà c'était juste une petite précisions :)

Cela en est même la définition :P Un majeur fait passer le champ de vent zonal moyenne à 10 hPa et 60°N à l'Est.

Modifié par paix

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Bon des gens m'ont demandé d'expliciter un peu ce que c'est le vecteur Eliassen Palm, la NAO, un SSW et autre :P On y va dans la joie et la bonheur donc. Le long blabla qui suit pourrait aussi être intitulé, la prévisibilité du temps à 15 jours, ou quelque chose comme cela :P

On va commencer par le moins facile, et cela risque de tartiner en termes de mathématiques ^^ mais on quitte un peu le côté concret et évident des sciences atmosphériques pour utiliser des outils qui nécessitent une certaine abstraction... Il y a Dany qui disait tantôt que je planais un peu trop alors je vais essayer de ne pas vous perdre en chemin ^^' Si cela peut vous rassurer, quand Eliassen et Palm ont sorti leur papier dans les années 70, un peu près tout le monde n’a rien compris et il n’est même pas sûr que les deux compères est compris toutes les implications que cela pouvait avoir XD

L'activité ondulatoire planétaire tente donc de brasser l'atmosphère et de transporter vers le Nord de la température et du moment (le déplacement de l'air, du vent quoi :P ).

Comme explicité précédemment, le cadre d'analyse se fixe à une latitude donnée, et fait une moyenne zonale climatologique. Sur cette moyenne zonale apparait des perturbations sur l’échelle de quelques jours à cause des ondes. Par exemple actuellement :

065nh.gif

Si on fait une moyenne zonale le long de 50°N, on doit être aux alentour de 3°C de θe. On voit donc que par rapport à la moyenne zonale (je n’ai pas de données sous forme d’une jolie carte pour comparer directement ^^), on a une anomalie négative sur la moyenne zonale, à 50°N. Ces écarts à la moyenne zonale sont notés avec un ’, genre θ’ c’est l’écart de température potentielle à la moyenne zonale et v’ l’écart du vent méridional (Nord-Sud) à la moyenne zonale. C’est là dedans que débarque le vecteur d’Eliassen Palm. Il a une composante méridionale et une composante verticale, mais pas de composante zonale bien évidente, puisqu’il est basé sur une moyenne zonale. Il s’écrit ainsi :

F = ( Fy, Fp )

Fy = - v’ * u’

Fp = f * v’ * θ’/θp

Le premier terme, la composante méridionale, c’est le flux turbulent de moment –eddy momentum flux-, c’est-à-dire l’anomalie du vent zonal u (dénotée u’) transportée par l’anomalie du vent méridional v (dénotée v’).

Le deuxième terme, la composante verticale, c’est le flux turbulent de chaleur –eddy heat flux-, c’est-à-dire l’anomalie de température potentielle (dénotée θ’) transportée par l’anomalie du vent méridional v (dénotée v’). Il y a Coriolis qui ramène sa fraise aussi dans l’histoire (le facteur f).

L’intérêt est de pouvoir suivre ainsi l’activité ondulatoire de la planète. Le vecteur EP a une propriété intéressante, qui a sa convergence ou divergence.

∇.F = d (Fy)/dy + d(Fp)/dp

La divergence du vecteur EP peut être vu comme un forçage interne des perturbations. Si on note A l’activité des ondes et D la dissipation :

dA / dt + ∇.F = D

La divergence de F représente une force zonale sur l’état moyen qui regroupe tout les effets de la turbulence. Dit un peu plus clairement, une convergence des vecteurs EP aura tendance à ralentir le vent zonal et une divergence à accélérer le vent zonal. Il y a une équation qui dit :

Accélération du vent zonal = Déviation du vent méridional par Coriolis - convergence du flux turbulent de moment

Donc quand on a une convergence du flux de moment, cela ralentit le vent zonal.

De même, F est directement lié à la vitesse de groupe des ondes c :

F = c * A

Le vecteur EP sert donc pour donner une idée de la propagation des ondes.

La limitation du vecteur EP, c’est pour les ondes de grandes amplitudes comme les déferlements d’ondes ou certaines ondes baroclines.

Le vecteur EP peut être récupéré à partir des données du NCEP/NCAR :

http://www.esrl.noaa.gov/psd/data/epflux/

Sur les 7 derniers jours, on voit par exemple que l’activité ondulatoire a eu tendance à ralentir le flux zonal :

ncl851701174434883522tm.png

Pour les ondes, une autre approche possible dont je parlais tantôt est l’analyse du tourbillon potentiel, avec des déferlements cycloniques et anticycloniques.

Il existe également des schémas de circulation dont on discute parfois, comme la NAO, l’AO,… Cela permet de sortir la variabilité basse fréquence des données brutes. Mathématiquement, cela correspond à des EOFs (empirical orthogonal function). L’algorithme n’est pas compliqué (c’est surtout pour l’ordinateur :s décomposer des matrices de millions d’éléments sur un PC portable… ) –je l’avais appliqué ici tantôt : http://forums.infoclimat.fr/topic/70701-te.../page__st__1380 -, et on peut sortir ainsi différents schémas de circulation.

L’Oscillation Arctique qui est le mode annulaire à l’échelle hémisphère :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec..._index/ao.shtml

new.ao.loading.gif

Il correspond à une baisse du Z1000 au Pôle et une hausse aux latitudes moyennes en AO+ ; et réciproquement en AO-.

Le PNA qui est le Pacific North America pattern.

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec...k/pna/pna.shtml

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/data/teledoc/...elation_map.gif

Il correspond à une circulation plutôt zonale sur le Pacifique (PNA+) ou bloqué (PNA-). Actuellement le PNA est plutôt en négatif dans la durée.

La NAO qui est la North Atlantic Oscillation.

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/prec...k/pna/nao.shtml

nao_correlation_map.gif

Il correspond à une circulation plutôt zonale sur l’Atlantique (NAO+) ou bloqué (NAO-).

Cassou a raffiné le truc en faisant du k-clustering sur des EOFs pour sortir 4 régimes de temps sur l’Europe :

http://www.cerfacs.fr/~cassou/Regimes/regime.html

regime_spatial_DJFM.gif

Il retrouve la NAO+/NAO- mais aussi deux situations de blocages, le blocage scandinave (S-Bl) et le blocage Atlantique (AR). J’en avais déjà causé ;)http://www.forums.meteobelgium.be/index.ph...st&p=449955 (vers le bas, il y a un truc, régime de temps de Cassou ^^).

Ces schémas de circulations dans le Z500 sont surtout la manifestation de l'activité ondulatoire, et leurs prévisions reposent sur l'analyse de la dynamique des ondes : Terme source (RWS), déferlement, propagation.

La stratosphère, l'Arctique, la convection tropicale, modulent cette activité ondulatoire.

L’intérêt de ce blabla, est de montrer l'utilité d'une échelle de prévision plus large. Les sciences atmo’s, ce sont en fait un jeu de poupées russes où les échelles s’emboîtent.

À la micro échelle et méso échelle (où Piet excelle, lui qui disait souhaiter voir la Belgique couverte de stations tous les kilomètres ^^ ), il s’agit de prévoir à une échelle locale, à quelques jours tout au plus.

À l’échelle synoptique, on considère le positionnement des grands centres d’actions à l’échelle régionale, sur une semaine tout au plus.

À l’échelle supra synoptique, on considère la dynamique de l’atmosphère à l’échelle hémisphérique, sur quelques semaines.

Et après on peut passer à l’échelle des saisons, puis des années, des centaines d’années,…

Pour les saisons par exemple, elles sont prévisibles. Il fera plus froid cet Hiver que l’Été à venir. Une évidence ? Peut être, mais c’est la réalité, et la réponse forcée est connue. C’est pareil avec le climat, quand on rajoute des gaz à effet de serre, la Terre se réchauffe. Une évidence ? Peut être, mais c’est la réalité ^^ La réponse forcée est connue.

On peut bien sûr essayer d’affiner les prévisions saisonnières. Météo Belgique notamment le fait avec succès depuis des années. Cependant, pour dire qu’il ne faut pas confondre les échelles. Ce n’est pas parce que la température au sol dans son jardin n’est pas prévisible à plus de 3j avec suffisamment de précision, le temps reste cependant prévisible à 15 jours ou plus.

Prenons le cas actuellement. Les cartes hémisphériques deviennent alors indispensables car elles permettent de montrer l’état de l’ensemble de l’atmosphère. L’activité ondulatoire planétaire se propage tout autour du globe et donc le temps est aussi déterminé par ce qui se passe à l’autre bout du globe. De même il y a une dynamique interne. Les ondes de Rossby se propagent, puis déferlent. Pour les régimes de temps de Cassou, cela se matérialise par une tendance à avoir :

NAO+ -> Blocage -> NAO-

Par exemple actuellement cela a cette trogne :

500.png

500.png

Les points d'intérêt à cette échéance sont la prédominance d'un régime PNA- sur le Pacifique, du reconstitution des bas Z500 au Pôle (communément appelé VP mais il faut avoir conscience que le VP est en avant tout une réalité stratosphérique ^^ ), du maintient d'un régime NAO neutre avec un zonal établi. Il y a de plus un renforcement de l'onde 1 et 3 au détriment de la 2 (comme cela fut le cas les autres semaines où cela chargeait franchement sur l'onde 2). Le fait que l'IFS soit plus froid que GFS particulièrement pour la Belgique n'est pas d'un grand intérêt à ce niveau. Par contre le régime zonal dans un creux des ondes planétaires l'est.

Et je continuerais avec l'AAM, la MJO, les déferlements d'ondes et la GWO une autre fois :P je vais déjà vous laisser avec ceci ^^

Modifié par paix

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Pour essayer de préciser un peu, passiion parlait tantôt des cartes du Z500 qui ne donne que le Z500 expliqué par les 5 premières ondes. Si on regarde la prévision du 13 à 00Z :

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post-3513-1355510434_thumb.png

On remarque bien la signature du PNA-, et l'enfoncement d'un "creux planétaire" sur l'Atlantique.

Et le lendemain 14 Décembre à 00Z :

post-3513-1355510572_thumb.png

post-3513-1355510587_thumb.png

img15116.png

(à chaque fois, c'est tel jour 00z, mais c'est une moyenne sur l'ensemble de la journée, de 00Z à 21Z ;) )

Cela permet de dégager les grands équilibres sur la dynamique de l'atmo' terrestre. C'est ce que tente de faire les ensembles. On suppose que moyenner différents runs permet de virer le "bruit" et de sortir la réponse forcée. Ce n'est pas faux, mais dans la pratique cela ne se vérifie pas toujours XD Il n'y a qu'à voir CFS ^^'

gensnh-21-1-168.png

On remarque toujours les mêmes éléments stables qui ressortent, le PNA-, le zonal Atlantique qui ne ressemble à rien, reconcentration des bas Z500 ...

Ici nous considérons GFS, mais l'IFS c'est pareil :

ECH1-168.GIF

Ce sont toujours les mêmes éléments stables qui ressortent :P

Pour le vecteur EP, l’université de Berlin propose aussi quelques moulinages sur le sujet :

fluxes.gif

Sur les deux derniers bandeaux, qui complètent ceux du NCEP/NCAR. Il ne faut pas essayer de plaquer cela dans une logique de carto'. Le vecteur est donné pour une latitude et un niveau de pression, un jour donné. Il ne se représenté donc plus dans un espace 3D habituel :P

Ce que fait le NCEP/NCAR, le vecteur est donné pour chaque latitude et chaque niveau de pression une période de temps donné. L'université de Berlin le donne pour 10 hPa et 60°N chaque jour. Sur le NCEP/NCAR, on voit une importante activité ondulatoire sur 50°N à 60°N qui tend à ralentir le flux d'Ouest. Si vous voulez, l’institut Max-Planck a une climatologie de la chose :

http://www.mpimet.mpg.de/en/science/the-at...tary-waves.html

L'université de Berlin montre en plus la variation de U à 10 hPa 60°N dû à l'activité ondulatoire et aux vecteurs EP. On remarque une forte propagation de l'activité ondulatoire en stratosphère qui va avoir tendance à ralentir le VP et devrait mener à un displacement event in fine en affaiblissant le filtrage strato.

Modifié par paix

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Merci paix pour ces superbes posts :)

Mais pourait tu expliqué comment lire ces schémas ( si ça en est XD ) :

ncl851701174434883522tm.png

RTEmagicC_ep-flux_DEV0118_DJF.jpg.jpg

Même si j'ai lu tes posts d'au dessus, je bloque toujours pour " interprété " ce bazar la . ^^'

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En absices, tu as les latitudes, de -90°N à 90°N. Et en ordonnées, tu as les niveaux de pressions (en logarithmique, de 1000 hPa à 10 hPa pour le premier et jusqu'à 0.01hpa pour le deuxième). Chaque point de grille du schéma représente le vecteur EP sur une longitude et une pression. Ici tu as une convergence de l'EP flux qui est maximum vers 500 hPa et 50°N, qui va donc ralentir le vent d'Ouest à cette latitude et niveau de pression.

Si tu veux de la lecture en français (c'est F. Lott dont tu me parlais ;) )

http://www.lmd.jussieu.fr/~flott/seminaire/seminaires.html

Et en anglais :P

http://paoc.mit.edu/labweb/notes/chap5.pdf

http://www.rsmas.miami.edu/users/isavelyev...lm%20Theory.pdf

http://wtk.gfd-dennou.org/2009-04-06/andre...04-09_EP_CD.pdf

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