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Rapport technique thématique no 4. - Oscillations climatiques à grande échelle ayant une incidence sur le Canada

Oscillations principales ayant une incidence sur le Canada

El Niño-oscillation australe

L’El Niño-oscillation australe (ENSO) représente des oscillations océan-atmosphère à grande échelle dans le Pacifique tropical qui influencent les conditions climatiques partout dans le monde, dont au Canada. Elle comporte deux phases, à savoir les épisodes chauds El Niño et les épisodes froids La Niña qui ont tendance à survenir en moyenne tous les deux à sept ans. On mesure souvent la variabilité de l’ENSO par la différence dans les anomalies de pression de surface entre Tahiti et Darwin (que l’on appelle l’indice d’oscillation australe ou IOA) et les températures de la surface de la mer (SST) dans le Pacifique équatorial. La figure 1 illustre des séries chronologiques des valeurs saisonnières de l’IOA de 1900 à 2008, les valeurs négatives (positives) étant représentatives de conditions El Niño (La Niña). Le graphique révèle une variabilité considérable au fil du temps. Des événements forts sont survenus au cours des 25 premières années du 20e siècle, quelques-uns étant dignes de mention jusqu’au milieu des années 1990. Toutefois, on constate un passage évident au milieu des années 1970 vers des épisodes El Niño prolongés et plus intenses (c.–à–d. des valeurs négatives de l’IOA). Cette transition a subi l’influence d’un changement décennal dans les conditions atmosphère-océan au-dessus du Pacifique et de la partie occidentale de l’Amérique du Nord aux environs de 1976 (p. ex. Trenberth et Hurrell, 1994) qui est également évident dans l’ODP (voir la page 3). Les récents événements El Niño les plus dignes de mention sont survenus au cours des hivers de 1982-1983 et de 1997-1998.

Figure 1. Indice de l’oscillation australe (IOA) pour la période de 1900 à 2008.

Description longue pour la figure 1

Ce diagramme à barres montre les valeurs de l'indice de l'oscillation australe (IOA) pour la période de 1900 à 2008. Les valeurs sont présentées en tant qu'anomalies normalisées qui sont calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l'écart type à long terme. Les valeurs négatives de l'indice de l’oscillation australe sont représentatives des conditions d'El Niño et les valeurs positives de l'indice de l'oscillation australe sont représentatives des conditions de La Niña. Une ligne chevauchante sur le graphique montre les moyennes chevauchantes sur cinq ans. Le graphique montre une variabilité considérable au fil du temps. Des épisodes forts sont survenus entre 1900 et 1925, avec quelques épisodes à noter jusqu'au milieu des années 1900. Il y a un changement dans le milieu des années 1970 vers des valeurs négatives de l'indice de l’oscillation australe plus prolongées et plus intenses, ou des épisodes d'El Niño.

Les valeurs sont présentées en tant qu’anomalies normalisées, calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l’écart type à long terme. Des moyennes chevauchantes sur cinq années pour chaque série sont également données.
Source : Données pour 1901 à 1950 tirées de Stand Tahiti - Stand Darwin) Sea Level Press Standardized Data; données pour 1951 à 2008 tirées de Stand Tahiti - Stand Darwin) Sea Level Press Anomaly. Sites accédés le 9 novembre 2009.

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Oscillation décennale du Pacifique

L’oscillation décennale du Pacifique (ODP) est une mesure des SST du Pacifique Nord qui présente une très forte corrélation avec l’intensité de la dépression des Aléoutiennes (Mantua et al., 1997). Les ODP positives sont caractérisées par des SST plus froides que la normale (c.–à–d. moyenne à long terme) dans la partie centre-est du Pacifique Nord et des SST plus chaudes le long de la côte ouest de l’Amérique du Nord, et vice versa. Même si les SST du Pacifique associées à l’ODP et à l’ENSO sont en quelque sorte spatialement semblables (des anomalies extratropicales étant mises en évidence dans l’ODP par rapport à l’ENSO), elles présentent un comportement très différent dans le temps avec les cycles d’ODP qui persistent pendant 20 à 30 ans. C’est d’ailleurs nettement évident dans la figure 2 qui illustre la nature décennale de l’ODP, des changements survenant aux environs de 1925, 1947 et 1976. Comme il a été indiqué plus tôt, le passage vers une ODP positive à la fin des années 1970 coïncide également avec un changement vers des épisodes d’El Niño plus fréquents (voir la figure 1).

Figure 2. Indice de l’oscillation décennale du Pacifique (ODP) pour la période de 1900 à 2008

Description longue pour la figure 2

Ce diagramme à barres indique les valeurs de l'indice de l'oscillation décennale du Pacifique (ODP) pour la période de 1900 à 2008. Les valeurs sont présentées en tant qu'anomalies normalisées qui sont calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l'écart type à long terme. Les indices de l'oscillation décennale positifs sont caractérisés par des températures de la surface de la mer plus froides que la normale (c.–à–d. moyenne à long terme) dans la partie centre-est du Pacifique Nord et des températures de la surface de la mer plus chaudes le long de la côte Ouest de l'Amérique du Nord, et vice versa. Une ligne chevauchante sur le graphique montre les moyennes chevauchantes sur cinq ans. Le graphique montre les cycles de l'indice de l'oscillation décennale qui persistent pendant 20 à 30 ans, avec des changements survenant aux environs de 1925, 1947 et 1976. Il y a des changements de valeurs vers un indice de l'oscillation décennale positif à la fin des années 1970, période qui coïncide avec des épisodes d'El Niño plus fréquents.

Les valeurs sont présentées en tant qu’anomalies normalisées, calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l’écart type à long terme. Des moyennes chevauchantes sur cinq années pour chaque série sont également données.
Source : Données tirées de PDO Index. Site accédé le 9 novembre 2009.

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Téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord

Le régime de la téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord (PAN) représente une structure d’ondes de la haute atmosphère présentant une séquence d’anomalies de haute pression et de basse pression s’étirant de la partie subtropicale du Pacifique Ouest jusqu’à la côte est de l’Amérique du Nord. La phase positive de la PAN présente une haute pression anormale près d’Hawaii et au-dessus de la partie occidentale du Canada, et des pressions inférieures à la moyenne dans les parties du centre et de l’est du Pacifique Nord (c.–à–d. une dépression des Aléoutiennes plus prononcée que la normale) et au-dessus du sud-est des États-Unis. Même si la PAN est un mode de variabilité du climat naturel interne, elle subit également beaucoup l’influence de l’ENSO, avec une PAN positive qui a tendance à survenir lors des hivers associés aux épisodes d’El Niño, et une PAN négative lors des épisodes de La Niña. S’appuyant sur les données de 1950 à 2008, les auteurs ont déterminé qu’environ 51 % des épisodes de la PAN coïncident avec l’ENSO. Les séries chronologiques des valeurs de la PAN de 1950 à 2006 (figure 3) indiquent une variabilité considérable, même si, comme pour l’ENSO et l’ODP, il existe une tendance à une PAN plus positive depuis le milieu des années 1970, en particulier pendant l’hiver.

Figure 3. Indice de la téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord (PAN) pour la période de 1950 à 2008.

Description longue pour la figure 3

Ce diagramme à barres montre les valeurs de l'indice de téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord (PAN) de 1950 à 2008. Les valeurs sont présentées en tant qu'anomalies normalisées calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l'écart type à long terme. Des valeurs positives e l'indice de téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord présentent une haute pression anormale près d'Hawaii et au-dessus de la partie occidentale du Canada, et des pressions inférieures à la moyenne dans les parties du centre et de l'est du Pacifique Nord (c.–à–d., une dépression des Aléoutiennes plus prononcée que la normale) et au-dessus du Sud-est des États-Unis. Une ligne chevauchante sur le graphique montre les moyennes chevauchantes sur cinq ans. Le graphique montre une variabilité considérable, avec une tendance à un indice de téléconnexion Pacifique-Amérique du Nord plus positif depuis le milieu des années 1970, en particulier pendant l'hiver.

Les valeurs sont présentées en tant qu’anomalies normalisées, calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l’écart type à long terme. Des moyennes chevauchantes sur cinq années pour chaque série sont également données.
Source : Données tirées de NOAA - Earth Science Research Labratory. Site accédé le 9 novembre 2009.

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Oscillation de l’Atlantique Nord et oscillation de l’Arctique

L’oscillation de l’Atlantique Nord (OAN) représente le mode dominant de variabilité atmosphérique au-dessus de l’Atlantique Nord et est très prononcée pendant la saison froide. L’indice de l’OAN (figure 4) est une mesure de la différence dans la vigueur de la dépression d’Islande et de l’anticyclone des Açores, et il a été établi qu’il influence le climat de l’Europe et de l’est du Canada. Les OAN positives sont associées à une dépression d’Islande plus prononcée que la normale et à un anticyclone des Açores plus fort, tandis des valeurs négatives représentent des conditions contraires. Au cours du siècle dernier, l’OAN a présenté des variations considérables d’une année à l’autre et d’une décennie à l’autre, mais peu d’indications d’une tendance à long terme. L’oscillation de l’Arctique (OA) représente une variabilité de la circulation atmosphérique au-dessus de l’hémisphère Nord extratropical, où les pressions au niveau de la mer dans les régions polaires varient à l’opposé de ce que l’on observe au-dessus des latitudes moyennes (environ 45 °N.) (Thompson et Wallace, 1998). C’est ce que l’on a également surnommé le mode annuel de l’hémisphère Nord (MAHN). Prendre note que l’OAN et l’OA présentent une très forte corrélation dans le temps, ce qui laisse croire que l’OAN est simplement une manifestation régionale de l’oscillation à l’échelle de l’hémisphère (OA) (Thompson et Wallace, 1998). En outre, l’incidence des deux oscillations sur la température et les précipitations au Canada est pratiquement la même et, par conséquent, seuls les rapports avec l’OAN sont pris en compte dans la présente étude.

Figure 4. Indice de l’oscillation de l’Atlantique Nord (OAN) pour la période de 1900 à 2008.

Description longue pour la figure 4

Ce diagramme à barres indique les valeurs de l'indice de l'oscillation de l'Atlantique Nord (OAN) pour la période de 1900 à 2008. Les valeurs sont présentées en tant qu'anomalies normalisées calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l'écart type à long terme. Les indices de l'oscillation de l'Atlantique Nord positifs sont associés à une dépression d'Islande plus prononcée que la normale et à un anticyclone des Açores plus fort que la normale, tandis que les valeurs négatives sont associées aux conditions contraires. Une ligne chevauchante sur le graphique montre les moyennes chevauchantes sur cinq ans. Le graphique montre une variabilité considérable et peu de preuves d'une tendance à long terme.

Les valeurs sont présentées en tant qu’anomalies normalisées, calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l’écart type à long terme. Des moyennes chevauchantes sur cinq années pour chaque série sont également données.
Source : Données tirées de Climatic Research Unit. Site accédé le 9 novembre 2009.

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Oscillation multidécennale de l’Atlantique

L’oscillation multidécennale de l’Atlantique (OMA) est un mode de variabilité naturelle représentant des changements multidécennaux dans les SST de l’Atlantique Nord, avec des périodes froides et chaudes qui durent de 20 à 40 ans sur une plage approximative de plus ou moins 0,4 °C. On la définit comme étant la première fonction orthogonale empirique permutée de SST globales dont on a éliminé les tendances locales et l’ENSO d’une saison à l’autre (Mestas-Nuñez et Enfield, 1999). D’après les auteurs, aucun rapport dynamique n’a été établi entre l’OAN atmosphérique et l’OMA océanique. Alors que l’OMA a une polarité uniforme de SST dans tout l’Atlantique Nord et évolue selon une échelle multidécennale, l’OAN présente une variabilité atmosphérique avec un régime dipôle dans l’Atlantique Nord et varie principalement selon une échelle temporelle quasi décennale (Arguez et al., 2009). La série de l’OMA présente des phases froides durant les périodes de 1905 à 1925 et de 1970 à 1990, et des phases chaudes, une première de 1930 à 1960 et une autre qui a commencé au milieu des années 1990 et qui se poursuit à ce jour (figure 5).

Figure 5. Indice de l’oscillation multidécennale de l’Atlantique (OMA) pour la période de 1900 à 2008.

Description longue pour la figure 5

Ce diagramme à barres indique les valeurs de l'indice de l'oscillation multidécennale de l'Atlantique (OMA) pour la période de 1900 à 2008. Les valeurs sont présentées en tant qu'anomalies normalisées calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l'écart type à long terme. Une ligne chevauchante sur le graphique montre les moyennes chevauchantes sur cinq ans. Le graphique montre des changements dans les températures de la surface de la mer de l'Atlantique Nord avec des périodes froides et chaudes durant 20 à 40 ans sur une plage approximative de + / -0,4° C. La série présente des phases froides pour les périodes de 1905 à 1925 et de 1970 à 1990, et des phases chaudes de 1930 à 1960 et des années 1990 à aujourd'hui.

Les valeurs sont présentées en tant qu’anomalies normalisées, calculées en divisant chaque anomalie (c.–à–d. la différence par rapport à la moyenne à long terme) par l’écart type à long terme. Des moyennes chevauchantes sur cinq années pour chaque série sont également données.
Source : Données tirées de AMO unsmoothed from the Kaplan SST V2 . Site accédé le 9 novembre 2009.

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