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A contresens dans la stratosphère

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Une photo prise depuis l'ISS : en orange, la troposphère ; au dessus et au delà, la stratosphère.
Une photo prise depuis l'ISS : en orange, la troposphère ; au dessus et au delà, la stratosphère.
- NASA/JSC Gateway to Astronaut Photography of Earth

Des scientifiques ont observé une modification importante de la structure des vents dans la stratosphère. Le modèle classique, connu depuis 60 ans, s'est brusquement inversé, sans qu'ils puissent en expliquer la cause.

Si le 'Old Faithful' s’arrêtait le temps d’une journée, vous commenceriez à vous interroger sur ce qui est en train de se passer sous terre”, expliquait récemment Paul Newman, responsable scientifique des Sciences de la Terre au centre de vol spatial Goddard de la NASA, comparant un phénomène climatique à un immuable geyser du parc national de Yellowstone. “L’oscillation quasi-biennale, c’est le ‘Old Faithful’ de la stratosphère.

Cette “oscillation quasi-biennale” évoquée par le scientifique est un modèle climatique observé depuis 1960 dans la stratosphère équatoriale, située entre 12 et 50 km au dessus du sol : elle désigne une structure de vent qui circule alternativement entre Ouest et Est, sur la ceinture équatoriale, pendant un cycle d'environ vingt-huit mois. Le schéma est toujours le même : des vents d’Ouest apparaissent en haut de la stratosphère et descendent petit à petit, avant d’être remplacés par des vents d’Est… qui faiblissent à leur tour puis sont remplacés par des vents d’ouest, et ainsi de suite.

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Ce phénomène, observé dès 1953 grâce à des ballons stratosphériques, n’avait connu que quelques variations mineures. Or, dans une étude publiée dans la revue en ligne “Geophysical Research Letters”, intitulée “Le changement anormal de l’oscillation quasi-biennale en 2015-2016” [en anglais], Paul Newman et son équipe ont constaté fin 2015, pour la première fois depuis soixante ans, un changement de la structure des vents. A l’aide de sondes aéroportées, les scientifiques ont observé que, contrairement à d’habitude, après avoir faibli, les vents d’Ouest sont remontés et ont bloqué la descente des vents d’Est, bouleversant le modèle connu.

A droite du schéma, la différence de pression montre une nette rupture du modèle classique de l'oscillation quasi-biennale.
A droite du schéma, la différence de pression montre une nette rupture du modèle classique de l'oscillation quasi-biennale.
- Geophysical Research Letters

Cette nouvelle circulation atmosphérique a pris place pendant six mois, avant que la situation ne retourne à la normale en juillet dernier. Reste à savoir, pour les scientifiques, s'il a eu des conséquences : l'oscillation quasi-biennale agit en effet directement sur le taux d'ozone dans la stratosphère (et ce jusqu'aux pôles), ainsi que sur les zones de précipitations de la mousson. Surtout, les chercheurs ignorent encore complètement l'origine du phénomène, et s'il s'agit d'un événement unique ou amené à se reproduire. Dans l'immédiat, Paul Newman et ses collègues distinguent deux hypothèses : cette perturbation pourrait être due au réchauffement global de la planète (l'année 2015 a été la plus chaude jamais enregistrée... 2016 étant bien partie pour battre ce record) ou accompagner la montée en puissance du phénomène océanique et atmosphérique El Niño. En 2003, dans l'émission Les Chemins de la connaissance, Jean-Louis Fellous, directeur des recherches océaniques à l'Ifremer, expliquait ainsi en quoi les courants marins et les courants atmosphériques étaient liés :

"L'océan a une capacité thermique, une capacité calorifique, beaucoup plus élevée que celle de l'atmosphère. Les trois premiers mètres de l'océan contiennent autant de chaleur que toute l'atmosphère. [...] C'est un réservoir de chaleur qui joue un rôle extrêmement stabilisant pour le climat, mais qui peut aussi jouer un rôle très important si on introduit une perturbation dans l'océan : cela va avoir des effets à très très long terme."

Le couple océan-atmosphère

12 min