L'influence de la vapeur d'eau sur la trajectoire des tempêtes
La circulation atmosphérique dans les latitudes moyennes, qui se situent entre les tropiques et les régions polaires arctique et antarctique, est dominée par la forte activité des tourbillons connue comme les trajectoires des tempêtes. Même si ces trajectoires des tempêtes transportent la majeure partie de la chaleur, la dynamique et l'humidité dans cette région et les mécanismes qui les régissent sont mal compris. Le rôle de la vapeur d'eau et de la chaleur latente en particulier a été peu étudié, malgré que la libération d'énergie due à la chaleur latente au-dessus des régions de formation des trajectoires des tempêtes est comparable aux processus baroclines. Ce manque de recherche a été comblé par le projet financé par l'UE CIGSTYK2011 (The role of water vapour in midlatitude storm track dynamics). Même de petits changements dans la localisation des trajectoires des tempêtes peuvent avoir un effet significatif sur le climat régional. C'est pourquoi l'étude de la trajectoire des tempêtes aux latitudes moyennes est importante pour comprendre la dynamique régissant ces processus climatiques. Les chercheurs ont donc étudié les mécanismes qui influencent la position et l'étendue des trajectoires des tempêtes et contrôlent la formation et l'intensité des tourbillons baroclines en leur sein. Les scientifiques ont axé leurs recherches sur les effets des rejets de vapeur d'eau et de chaleur latente sur la dynamique de la trajectoire des tempêtes au cours du cycle saisonnier et ont étudié comment l'interaction tourbillon-flux moyen contrôle la trajectoire de la tempête à latitude moyenne. Cela a principalement été réalisé à l'aide d'un modèle de circulation générale (MCG) aquaplanet, en insérant le chauffage de surface dans le modèle pour créer une trajectoire de la tempête et en faisant varier la structure verticale de la baroclinicité et la vorticité potentielle (VP). Le MCG idéalisé était facile à gérer numériquement et abordable, tout en fournissant un cadre réaliste pour l'analyser de la physique. Ceci a été réalisé en contrôlant les paramètres tels que la température moyenne de surface et la force et l'emplacement du chauffage. Les résultats ont montré que le chauffage localisé produit une trajectoire de tempête qui ressemble à des caractéristiques observées, y compris l'inclinaison vers le pôle de la trajectoire de la tempête, qui augmente au fur et à mesure de l'augmentation du régime de chauffage. L'analyse de la manière dont les tempêtes varient et évoluent au fil du temps a révélé trois mécanismes qui contrôlent l'inclinaison potentielle de la trajectoire de la tempête. Il s'agit de l'advection non-linéaire par VP de niveau supérieur, libération de chaleur latente dans les couches atmosphériques intermédiaires due à la condensation de la vapeur d'eau et aux ondes stationnaires. La réponse de la trajectoire des tempêtes au réchauffement climatique a été étudiée en analysant comment la structure verticale de la baroclinicité affecte l'intensité des tourbillons dans l'atmosphère, et comment la forme de la tempête, et son déplacement vers le pôle, sont affectés par les changements de la température de surface moyenne. Les résultats pourraient être utilisés pour aider à planifier et à atténuer les impacts du changement climatique.
Mots‑clés
Vapeur d'eau, trajectoire des tempêtes, CIGSTYK2011, chaleur latente, modèle de circulation générale