Régimes de temps de Z500 aux moyenne latitudes

• Anomalies composites de surface pour les régimes de Z500 d’été

Les anomalies composites des variables de surface associées aux régimes d’hiver ont déjà été présentées dans l’article. Nous nous intéressons maintenant à la saison d’été JJAS composée des mois de Juin à Septembre. Nous rappelons que notre classification s’organise en 5 régimes de temps en été, la NAO- et NAO+ d’été, le West Europe Scandinavia (WES), l’Icelandic Low, et l’Atlantic Ridge d’été. Comme le montre la Figure 2.1, les régimes de temps d’été permettent de souligner les liens entre la circulation atmosphérique de grande échelle et les variables de surface comme le vent à 10m (UV10) ou la température à 2m (T2). Les anomalies associées aux régimes d’été sont globalement plus faibles qu’en hiver.

- Le régime NAO-(S) entraîne des anomalies de surface comparables à celles générées par la NAO- d’hiver, mais déplacées de 10˚ vers le nord. Il est associé à une importante diminution des vents d’ouest autour de 60˚N, ainsi qu’à une diminution des alizés plus au sud. En termes de température, on note de fortes anomalies froides sur le nord-est du bassin, au nord de l’Eu- rope, ainsi que des anomalies froides au large de Terre-Neuve, alors qu’en mer du Labrador, les températures sont plus chaudes que la normale.

- La phase positive de la NAO d’été entraîne quant à elle une intensification des vents sur le nord du bassin, du Labrador à la Scandinavie, et une importante diminution sur le nord de l’Eu- rope, associée à une remontée vers le nord du rail des tempêtes. Les anomalies de température sont négatives en mer du Labrador, et positives sur toute la partie nord-est du bassin atlantique. - Le WES est associé à des anomalies de vent de structure anticyclonique centrées sur la Scandinavie, et de type cyclonique au large de l’Europe, cohérentes avec la structure en Z500 de ce régime. Cela conduit à une importante diminution des vents d’ouest de la Scandinavie au centre du bassin, associée à leur intensification plus au sud, et à une diminution des flux de vent de nord en mer du Groenland. On observe des anomalies de température de structure tripolaire, comprenant des anomalies particulièrement chaudes sur la Scandinavie jusqu’au Groenland, ainsi qu’au large de Terre-Neuve, alors que le centre du bassin connaît des températures plus basses que la normale.

- Le régime Icelandic Low est constitué principalement d’anomalies négatives importantes de Z500 centrées sur l’Islande, ce qui conduit à une augmentation significative des vents d’ouest de la mer du Labrador au nord de l’Europe, maximum près des îles britanniques, ainsi qu’à une augmentation du flux de nord-est autour du détroit du Danemark. Dans les tropiques, ce régime renforce les alizés. Les anomalies de température associées consistent principalement en un refroidissement au centre-nord du bassin.

- L’Atlantique Ridge d’été entraîne d’importantes anomalies de vent de surface de structure anticyclonique associées à des vents d’ouest affaiblis autour de 50˚N et à des anomalies positives de vent d’ouest aux plus hautes latitudes, entre le Groenland et la Scandinavie. Des anomalies froides de température s’étalent des côtes américaines au sud de l’Europe, ainsi que sur le nord-

FIG. 2.1: Composites de Z500 (à gauche), de vent à 10m (au centre, anomalies de module en couleurs) et de température à 2m (à droite) pour les 5 régimes de temps en JJAS. Réanalyses ERA40 sur la période 1958-2002. Pour le vent, seules les anomalies de vent présentant une anomalie significative (95%) de la composante zonale ou méridienne sont représentées. Les pointillés sur les cartes de température indiquent les zones non significatives (T-test à 95%)

est du bassin où elles sont très marquées, entourant d’importantes anomalies chaudes au centre du bassin.

• Variance intra-régimes

FIG. 2.2: Rapport moyen de la variance intra-régimes sur la variance totale pour les quatre régimes d’hiver (colonne de gauche) et pour les cinq régimes d’été (colonne de droite), pour le Z500, T2, et les composantes U10 et V10 du vent à 10m (de haut en bas). (Nous précisons que les échelles utilisées ne sont pas toutes les mêmes).

régime est faible en comparaison à la variance totale, et plus cela signifie que les jours considérés sont proches, possèdent des caractéristiques identiques, et donc que le régime est discriminant pour la variable. Le rapport de la variance intra-régimes sur la variance totale est représenté Figure 2.2, pour le Z500, T2, U10 et V10.

En ce qui concerne le Z500, le pouvoir discriminant est fort dans les régions où sont principa- lement localisés les régimes de temps, c’est à dire au-delà de 40˚N, près du Groenland, au centre du bassin et sur la Scandinavie. La variance intra-régimes y est jusqu’à deux fois plus faible que la variance totale. Le ratio diminue progressivement en s’éloignant de ce pôle, et la variance

intra-régimes se rapproche de la variance totale au fur et à mesure que l’on descend vers le sud et pénètre dans les tropiques. Sur le nord du bassin, le pouvoir discriminant est relativement identique en été et en hiver. Il est cependant maximum en hiver au-dessus de la mer du Labra- dor, alors qu’en été, il est le plus fort au sud de l’Islande et sur la Scandinavie. On peut constater que sur le reste du bassin atlantique, le pouvoir discriminant est plus faible en été qu’en hiver, puisqu’en été au sud de 45˚N le rapport des variances n’est plus compris qu’entre 0,9 et 1. Cette différence est tout à fait cohérente avec le cycle saisonnier de la dynamique atmosphérique aux moyennes et hautes latitudes, de variabilité beaucoup plus forte en hiver.

En ce qui concerne le pouvoir discriminant des régimes de temps sur les variables de surface, on peut commencer par noter quelques similitudes quelle que soit la variable considérée. Tout d’abord que les régions de fort ou faible pouvoir discriminant sont assez proches de celles déjà évoquées pour le Z500, mais aussi que le pouvoir discriminant est généralement plus élevé en hiver qu’en été. Pour T2, on constate que les régions de fort pouvoir discriminant, sont parti- culièrement proches de celles de Z500. Le rapport des variances est plus faible en été, surtout sur le nord-est du bassin. Les régimes de temps ne sont que peu discriminants pour la région tropicale, particulièrement l’été, mais même l’hiver, le rapport de la variance intra-régimes sur la variance totale reste comprise entre 0,9 et 1 au sud de 35˚N. La composante zonale du vent se différencie des autres variables de surface par un pouvoir discriminant particulièrement impor- tant sur les régions tropicales. Il reste cependant plus fort autour de 55˚N en hiver, ainsi qu’aux hautes latitudes, mais également sur le reste du bassin, plus au sud, et le rapport des variances est inférieur à 0,7 au centre du bassin, près de 35˚N. L’été, le pouvoir discriminant est plus faible, de structure spatiale comparable, mais décalée vers le nord. La composante méridienne du vent est quant à elle la variable qui présente le plus faible pourvoir discriminant à l’échelle du bassin, tant par l’intensité du rapport des variances que par la région, plus restreinte, sur laquelle le ratio est faible. Contrairement aux autres variables, il est intéressant de noter que dans ce cas, le pouvoir discriminant est aussi fort en été qu’en hiver, excepté sur les bords sud-ouest du bassin. Il est également plus fort à l’est, entre l’Islande et la Scandinavie, et est très faible, voire nul à l’ouest.

Pour conclure cette partie, on peut dire que les régimes de Z500 conduisent à des anomalies de surface bien distinctes plus importantes aux moyennes latitudes et hautes latitudes qu’aux tropiques. En été, leur amplitude est moins marquée qu’en hiver. Cette différence se voit éga- lement à travers un ratio de variance plus fort en été qu’en hiver. On peut également noter qu’en été, le pouvoir discriminant des régimes de Z500 est confiné au-dessus de 40˚N alors qu’il approche plus les tropiques en hiver.

Nous nous sommes donc intéressés au pouvoir discriminant des régimes de temps sur les variables de surface telles que T2 ou UV10, en nous concentrant sur l’échelle de temps journa- lière. Ils sont associés à des conditions de surface bien distinctes entre régimes de temps, et les anomalies composites associées en surface sont majoritairement significatives (particulièrement

l’hiver). La variance moyenne intra-régimes comparée à la variance totale, montre elle aussi le pouvoir discriminant des régimes, faiblissant près des tropiques. Cela montre à quel point la dynamique atmosphérique de grande échelle conditionne les variables de surface, et montre le lien fort qui existe entre elles à l’échelle journalière. Quant aux liens existant entre les régimes de temps et les variables de surface à des échelles de temps plus longues comme à l’échelle de temps interannuelle ou multi-décennale, ils ont déjà été largement abordés dans l’article.