Cas g´ en´ eral

La figure 3.1 pr´esente les anomalies standardis´ees des variables clefs pour les dates clefs des cas de la liste de Noer et al. (2011). Z500 pr´esente une anomalie n´egative significative, sur une large zone couvrant l’aire de formation des PLs, avec une valeur d’anomalie absolue de -126 m (non montr´e). D’une mani`ere g´en´erale, l’anomalie de T500 pr´esente un comportement similaire `a celle de Z500. L’anomalie de SST-T500 est positive et significative sur les mers nordiques depuis la limite de glace jusqu’aux cˆotes scandinaves et islandaises, et pr´esente des valeurs d’anomalie absolue de l’ordre de 5 K, alors que le fort gradient de T850 indique la pr´esence de baroclinicit´e `a basse altitude (gradient de T850 de l’ordre de 0,5 K/(100 km)). Le champ de PV `a 300 hPa montre une anomalie positive (valeur d’anomalie absolue de 1,2 PVU), significative sur une plus petite ´etendue, principalement au-dessus de la mer.

Les mers de Norv`ege et Barents sont globalement domin´ees par une anomalie de vent `a 925 hPa nord-nord-est, significative `a plus de 90% avec des vitesses maximales de 6 m.s<sup>−1</sup>. La SST ne pr´esente pas d’anomalie significative, car elle ne diff`ere gu`ere de sa valeur clima-tologique (non montr´e). Ceci peux s’expliquer par la variation caract´eristique de ce champ sur une ´echelle de temps plus longue comparativement aux champs atmosph´eriques, ou `a la relativement basse r´esolution spatiale et temporelle de cette variable dans les r´eanalyses

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a ces latitudes (voire `a sa pr´ecision insuffisante).

3.1. ATLANTIQUE NORD 59

Fig. 3.1 – Anomalie standardis´ee de Z500, T850, SST-T500, PV `a 300hPa et du vent `a 925hPa pour les mois de saison froide (ONDJFM) pour les jours de polar lows de la liste de Noer. La partie gris´ee correspond `a l’extension de glace de mer mensuelle maximale de 1979 `a 2007. Les niveaux de significativit´e sont indiqu´es par des lignes pleines et pointill´ees pour les champs scalaires, et par des vecteurs de couleur pour le vent.

L’´evolution temporelle de ces champs est ensuite ´etudi´ee autour du jour clef. L’anomalie standardis´ee de Z500, expos´ee en Figure 3.2, indique l’existence d’une structure faiblement marqu´ee, mais significative, quatre jours avant le jour clef, qui s’intensifie et s’´etend pro-gressivement sur l’ensemble de la mer de Barents, puis sur la mer de Norv`ege, se propageant jusqu’`a l’Islande le jour clef et le jour d’apr`es. Ensuite l’amplitude de l’anomalie se met `a d´ecroˆıtre, le maximum d’amplitude glissant graduellement vers le sud, l’extension `a l’ouest se r´esorbant, et finalement l’anomalie disparaˆıt quatre jours apr`es le jour clef. On note en parall`ele l’existence d’une anomalie positive et significative au-dessus de l’Atlantique Nord, entre l’Europe et la mer d’Irminger, qui va s’´etendre vers le nord-ouest en mˆeme temps que les PLs se d´eveloppent. L’anomalie n´egative atteint son amplitude maximale le jour suivant le jour clef, avec des valeurs d’anomalie absolue de l’ordre de -135 m. Ce comportement a d´ej`a ´et´e observ´e par Businger (1985), qui trouvait des valeurs d’anomalies l´eg`erement plus grandes : -140 m pour le jour clef, et -165 m pour le jour suivant. L’anomalie de T500 pr´esente une ´evolution similaire. La Figure 3.3 pr´esente l’´evolution de l’anomalie standar-dis´ee de SST-T500. Quatre jours avant le jour clef, une structure positive et significative apparaˆıt le long de la bordure de glace, des cˆotes islandaises `a l’est de la mer de Barents.

Celle-ci s’´etend rapidement `a l’ensemble des mers de Norv`ege et de Barents, avec de plus fortes valeurs au nord. Le jour clef est marqu´e par une augmentation des valeurs de l’anoma-lie, qui atteignent leur maximum un jour apr`es, avant de d´ecroˆıtre, et de disparaˆıtre apr`es

Fig. 3.2 – ´Evolution du champs d’anomalie de Z500 de 4 jours avant le jour clef `a 4 jours apr`es, selon la liste de Noer, pour les mois de saison froide (ONDJFM), de 2000 `a 2011.

Les niveaux de significativit´e sont indiqu´es par des lignes pleines et pointill´ees.

quatre jours. Le vent pr`es de la surface (Figure 3.4) montre l’installation d’une anomalie nord-nord-est au-dessus de la mer de Norv`ege et de la partie ouest de la mer de Barents trois jours avant le jour clef. Cette anomalie croˆıt jusqu’au jour suivant le jour clef, atteignant des valeurs d’anomalie absolue proches de 7,5 m.s⁻¹, avec une rotation progressive de la direction : la composante ouest disparaˆıt avant d’ˆetre remplac´ee par une composante est, particuli`erement marqu´ee sur la mer de Barents. Pour la PV `a 300hPa (Figure 3.5), l’anoma-lie existe quatre jours avant, mais n’augmente en intensit´e qu’au jour clef. Apr`es deux jours, les fortes valeurs diminuent, puis disparaissent. Les signes de baroclinicit´e n’apparaissent qu’au jour clef (non montr´e). En r´esum´e, un environnement troposph´erique sp´ecifique `a la formation des PLs existe sur une fenˆetre d’environ huit-dix jours, centr´ee sur la p´eriode de vie des PLs. Le jour de d´eclenchement des PLs correspond `a une intensification soudaine des anomalies, particuli`erement en termes de vent et de PV.

D’autres cas de PLs en mers de Norv`ege et de Barents ont ´et´e observ´es entre 1971 et 1983 (Businger, 1985;Wilhelmsen, 1985; Ese et al., 1988). En raison d’une part des faibles moyens d’observation en place `a cette ´epoque, ne permettant ni de connaˆıtre avec pr´ecision

3.1. ATLANTIQUE NORD 61

Fig. 3.3 – Comme la Figure 3.2 mais pour SST-T500.

Fig. 3.4 – Comme la Figure 3.2, mais pour le vent. Les niveaux de significativit´e sont indiqu´es par des vecteurs de couleur.

l’´evolution des cyclones, ni de diff´erencier avec certitude PLs de MCs ; et d’autre part de la qualit´e moyenne des r´eanalyses couvrant cette p´eriode (en l’occurrence NCEP/NCAR) due

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a l’absence d’observations satellitaires avant 1979, l’analyse de ces PLs n’apporte pas de certitudes sur les r´esultats. Les anomalies des divers champs ´etudi´es pr´esentent globalement les mˆemes comportements que ceux d´ecrits pour Noer. Cependant, elles sont g´en´eralement assez faibles avant le jour clef, tout particuli`erement pour les observations de Wilhelmsen, et ont une forte persistance, restant marqu´ees et significatives jusqu’`a quatre jours apr`es le jour clef. De plus, l’anomalie de Z500 se forme initialement au sud-est de la mer de Barents, ou dans le cas de la liste de Wilhelmsen, au dessus de la Russie, au sud de la Nouvelle-Zemble (Figure 3.6). Ceci pourrait avoir comme origine la mauvaise pr´ecision dans la date de maturation des PLs et la diversit´e des aires de formation concern´ees par chaque liste.