Les données stratosphériques au service des prévisions météorologiques
Les scientifiques savent que la stratosphère (la couche de l’atmosphère située entre une dizaine et une cinquantaine de kilomètres d’altitude) interagit avec la troposphère, la couche dans laquelle nous vivons. Ils savent également que, si la troposphère est chaotique et évolue rapidement, la stratosphère est plus stable. «La stratosphère constitue une source d’information essentielle», explique Froila Palmeiro, chercheuse du projet SD4SP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au Centre euro-méditerranéen sur les changements climatiques(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (CMCC), en Italie. «Le problème, c’est que nous ne comprenons pas encore vraiment comment s’opèrent les interactions avec la troposphère.» Froila Palmeiro souligne également que les données stratosphériques sont souvent absentes des services climatiques, alors même qu’ils aident les agriculteurs à planifier leurs cultures et les producteurs d’énergies renouvelables à anticiper l’ensoleillement ou les régimes de vent. Mieux comprendre les interactions entre la stratosphère et la troposphère, et ensuite intégrer ces informations aux services climatiques, pourrait ainsi améliorer les modèles de prévision saisonnière.
Comprendre l’oscillation australe El Niño
Soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet SD4SP s’est donc donné pour objectif d’améliorer la simulation et la prévision des interactions entre la stratosphère et la troposphère. Les chercheurs se sont concentrés sur deux phénomènes climatiques connus pour leur influence périodique sur la région de l’Atlantique Nord: l’oscillation australe El Niño (ENSO) et l’oscillation quasi biennale (QBO). Les scientifiques sont capables de prévoir l’apparition et l’évolution de ces deux oscillations. En revanche, ils ne comprennent pas encore pleinement, et peinent donc à l’intégrer dans les modèles climatiques, la manière dont les anomalies provoquées par ces phénomènes se propagent sur des milliers de kilomètres, un mécanisme appelé téléconnexion atmosphérique. C’est précisément sur ce point qu’une meilleure compréhension des interactions entre la stratosphère et la troposphère pourrait faire la différence.
Vers des modèles de prévisions saisonnières plus fiables
«Nous voulions d’abord comprendre plus précisément les mécanismes de téléconnexion associés à l’ENSO et à la QBO», explique Froila Palmeiro. Pour ce faire, le projet s’est appuyé sur une approche d’analyse tridimensionnelle afin d’étudier en détail la structure du vortex polaire stratosphérique. «Ces travaux nous ont permis de mieux comprendre le rôle de la stratosphère dans les mécanismes de téléconnexion», souligne Froila Palmeiro. «Nos conclusions concernant le vortex polaire permettent par exemple d’expliquer la tempête hivernale “Beast from the East” de 2018, qui a entraîné des températures glaciales dans une grande partie de l’Europe continentale. Nous avons pu constater que ce type d’événements est lié à la scission du vortex polaire stratosphérique, un phénomène plus fréquent durant les épisodes de La Niña, la phase froide du cycle ENSO.» La deuxième partie du projet était consacrée à l’amélioration des prévisions saisonnières. Les chercheurs ont intégré des données stratosphériques dans leurs modèles météorologiques, puis ont comparé les résultats obtenus aux observations réelles. Ils ont ainsi réalisé des rétroprévisions plutôt que de véritables prévisions. Cette approche a permis à Froila Palmeiro de déterminer si les modèles enrichis par des données stratosphériques étaient plus fiables que les modèles classiques. «Nous avons constaté que la stratosphère renferme une quantité considérable d’informations précieuses», confie-t-elle. «Elles permettent d’améliorer sensiblement les prévisions météorologiques, en particulier dans la région de l’Atlantique Nord et de l’Europe.»
Gestion des catastrophes et sécurité publique
Ces progrès en matière de prévisions saisonnières pourraient être utiles non seulement pour l’agriculture et le secteur de l’énergie, mais aussi pour la gestion des catastrophes et la sécurité publique. Mieux prévoir les épisodes de fortes chutes de neige ou les inondations permettrait, par exemple, de prendre les mesures appropriées suffisamment tôt. Pour concrétiser cette ambition, Froila Palmeiro travaille actuellement avec des partenaires internationaux dans le cadre d’initiatives mondiales telles que APARC(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), un projet phare du Programme mondial de recherche sur le climat. Elle conclut: «Je m’attache actuellement à mieux comprendre les mécanismes de téléconnexion de la QBO afin d’améliorer sa représentation dans les modèles climatiques».
