el nino

1. Chapitre 6 :
ENSO – El Niño Southern Oscillation
1. Phénomène couplé océan-atmosphère
2. Structures de surface moyennes
3. Structures verticales moyennes
4. ENSO vert
5. ENSO et pêches
6. Les saveurs d’El Niño
1

2. 1. Phénomène couplé océan-atmosphère
ENSO: El Niño Southern Oscillation
• Principal signal interannuel du système couplé océan-atmosphère
• Siège dans le Pacifique tropical
2

3. Conditions moyennes
• Alizés
• Upwelling équatorial à l’est, warm pool à
l’ouest
• Thermocline proche de la surface dans l’est,
profonde dans l’ouest
• Évaporation + convection ascendante + pluie
dans l’ouest / subsidence d’air sec dans l’est
• Courant équatorial sud en surface (CSE vers
l’ouest)
El Niño
• Alizés
• Diminution de l’upwelling
• Ralentissement
(renverse) du CSE
• Déplacement vers l’est
des eaux chaudes
• Déplacement vers l’est de
la zone de convection
• Aplatissement de la pente
de la thermocline
• Réduction du gradient
zonal de SST
La Niña
• Accentuation des conditions moyennes Fieux, 2010
1. Phénomène couplé océan-atmosphère
3

4. 1. Phénomène couplé océan-atmosphère
TAHDAR
4

5. 2. Structures de surface moyennes
Circulation de surface
Courants zonaux à 155°W
Fieux, 2010
5

6. 2. Structures de surface moyennes
upwellingWarm Pool
SST (01/1997)
Chlorophylle de surface moyenne (SeaWiFS)
Nitrate de surface moyen
6

7. 3. Structures verticales moyennes
U (cm s-1)
Fieux, 2010
7

8. 3. Structures verticales moyennes
Le Borgne et al., DSRII, 2002
8

9. 9
3. Structures verticales moyennes
Matsumoto et al., 2004
mésotrophie
upwelling
maximum profond
de chlorophylle
oligotrophie
warm pool

10. 10
3. Structures verticales moyennes
Bonnet et al., 2009 Slemons et al., 2010
Fe et courant zonal
160°E 180°E 160°W 140°W
50
100
150
theta (°C)
chlorophylle (mg m-3)
nitrate(M)
30
28
20
0.5
0.4
0.2
0
10
5
0

11. warm pool warm pool upwelling
oligotrophie mésotrophie
structure tropicale typique
11
3. Structures verticales moyennes
Matsumoto and Furuya, 2011
Slemons et al., 2010Fer total (nM)

12. 3. Structures verticales moyennes
Le Bouteiller et al., 1992
12
warm pool
oligotrophie
structure tropicale typique
upwelling
mésotrophie

13. 13
4. ENSO vert
Ryan et al., 2002
Conditions moyennes El Niño La Niña
(09/1997 – 11/2001) (OND 1997) (JJA 1998)

14. 14
4. ENSO vert
Conditions moyennes
El Niño
température (C)
température (C)
NO3 (M)
anomalie de
NO3 (M)
Lee et al., 2014

15. 15
4. ENSO vert
Décembre 1997: anomalies de chlorophylle et courant de surface
 vers l’est
 vers l’ouest

16. 16
4. ENSO vert
Résumé
Conditions moyennes
• Alizés => favorable à l’upwelling
• Sous courant équatorial fort => apport de fer depuis l’ouest
• Thermocline/nitracline superficielle dans l’est, profonde dans l’ouest
• Eaux de surface froides et riches en chlorophylle dans le centre et à l’est: upwelling
mésotrophe limité par le fer
• Eaux de surface chaudes et pauvres en chlorophylle à l’ouest: warm pool oligotrophe limitée
par le nitrate
El Niño
• Alizés faibles => upwelling faiblit
• Sous courant équatorial faible => réduction de l’apport de fer depuis l’ouest
• Thermocline/nitracline s’enfonce à l’est => réduction des flux verticaux de nitrate et de fer
• Courant de surface vers l’est => advection vers l’est des eaux oligotrophes de la warm pool
• Conditions oligotrophes sur une grande partie de la région équatoriale

17. 17
5. ENSO et pêches
captures marines mondiales des principaux groupes d’espèces
(millions de tonnes)
FAO, 2005
Pacifique sud-est / Pérou
• 2ème zone la plus productive
• Petits pélagiques (anchois du Pérou)
Pacifique centre ouest
• 4ème zone la plus productive
• Gros pélagiques (anchois du Pérou)

18. 18
5. ENSO et pêches
Pêcherie du Pérou
une des plus grande pêcherie monospécifique au monde
≈11% de la production halieutique mondiale
Conditions moyennes
• Upwelling intense
• Couche euphotique froide et riche
en nutriments
• Forte production primaire
• Zooplancton (copépodes)
abondants
• Copépodes consommés par
poissons (anchois)
El Niño
• Upwelling diminue
• Couche euphotique chaude,
moins de nutriments
• Diminution de la production
primaire et secondaire
• Mortalité des poissons, des
oiseaux
Engraulis ringens

19. 19
5. ENSO et pêches
captures annuelles (milliers de tonnes)
senneur
FAO, 2005
Pêcherie du Pérou

20. 20
5. ENSO et pêches
captures marines mondiales des principaux groupes d’espèces
(millions de tonnes)
FAO, 2005
Pacifique sud-est / Pérou
• 2ème zone la plus productive
• Petits pélagiques (anchois du Pérou)
Pacifique centre ouest
• 4ème zone la plus productive
• Gros pélagiques (anchois du Pérou)

21. 21
5. ENSO et pêches
Pêcherie du Pacifique centre ouest
captures des bonites (tonnes) et SST (°C)
La Niña
(1989)
El Niño
(1992)
Lehodey et al., 1999

22. 22
5. ENSO et pêches
distribution simulée des densités de bonites
(nb km2 an-1)
 proportionnels aux captures observées
Pêcherie du Pacifique centre ouest
𝜕𝑁𝑎
𝜕𝑡
= −𝛻 ∙ 𝑣 + 𝑉𝑎 𝑁𝑎 + 𝛻 ∙ 𝐷 𝑎 𝛻𝑁𝑎 − 𝑍 𝑎 𝑁𝑎 + 𝑆 𝑎
Na: densité de population d’âge a au temps t
v: vitesse du courant et Va: vitesse de nage
Da: coefficient de diffusion de la population
Za: taux de mortalité total (mortalité naturelle + mortalité par pêche)
Sa: terme source de la nouvelle densité de la cohorte de population d’âge a
Lehodey, 2014

23. 23
6. Les saveurs d’El Niño
EOF 1
Eastern Pacific
El Niño
EOF 2
Central Pacific
El Niño
PC1
- SOI
PC2
EMI
Singh et al., 2011
1975 Wyrtki “no two El Niño events are quite alike”
2001 Trenberth and Stepaniak El Niño comes in many different ‘‘flavors’’
2005 Larkin and Harrison conventional El Niño / date line El Niño
2007 Ashok et al. typical El Niño / El Niño Modoki
2009 Kug et al. cold tongue El Niño / warm pool El Niño
2009 Kao and Yu Eastern Pacific El Niño /Central Pacific El Niño

24. 24
6. Les saveurs d’El Niño
Ashok and Yamagata, 2007
El Niño Pacifique Est
• Vent d’ouest au centre et à l’ouest
• SST chaude dans l’est
• Pluie à l’est, sécheresse à l’ouest
El Niño Pacifique Central
• Vent d’ouest à l’ouest et alizés à l’est
• SST chaude au centre

25. anomalie de
NO3 (M)
25
6. Les saveurs d’El Niño
température (C)
anomalie de
NO3 (M)
Lee et al., 2014
température (C)
El Niño Pacifique est
El Niño Pacifique central

26. 26
Décembre 2002: anomalies de chlorophylle et courant de surface
 vers l’est
 vers l’ouest
6. Les saveurs d’El Niño
Décembre 1997

27. 27
6. Les saveurs d’El Niño
Structure spatiale de
chlorophylle
mécanismes
El Niño
Pacifique est
• diminution dans les
bassins centre et est
 advection vers l’est
• fort déplacement vers l’est de la warm pool
 diminution du flux de fer vers le haut
• arrêt du sous courant équatorial (source de
Fe)
El Niño
Pacifique central
• diminution dans le
bassin centre ouest
 convergence de courants zonaux
• stoppe le déplacement vers l’est de la warm
pool
 diminution du flux de fer vers le haut
• approfondissement du sous courant
équatorial (source de Fe)

28. 28
6. Les saveurs d’El Niño
Yeh et al., 2009
𝐥𝐨𝐠
𝒏𝒃. 𝑬𝒍 𝑵𝒊ñ𝒐 𝑷𝒂𝒄𝒊𝒇𝒊𝒒𝒖𝒆 𝒄𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂𝒍
𝒏𝒃. 𝑬𝒍 𝑵𝒊ñ𝒐 𝑷𝒂𝒄𝒊𝒇𝒊𝒒𝒖𝒆 𝒆𝒔𝒕
11 modèles de circulation générale couplés
20ème
siècle
changement
climatique
changement climatique => El Niño Pacifique central plus nombreux?

29. 29

30. 30
4. ENSO vert
Chavez et al., 1999
El Niño 1997-1998
La Niña 1998