Selon les scientifiques de la NOAA, le vortex polaire est en train de se réveiller ! Quelles conséquences ?

Le vortex polaire se réveille depuis quelques jours aux hautes latitudes et ses impacts sont à venir cet hiver 2024-2025, si ce n'est déjà fait. La NOAA nous informe sur ce qui va se passer avec cet important système atmosphérique.

Images conceptuelles du vortex polaire dans ses deux états : stable et perturbé, ainsi que leurs conséquences. NOAA
Images conceptuelles du vortex polaire dans ses deux états : stable et perturbé, ainsi que leurs conséquences. NOAA

Bien que de nombreux aspects de la nature dans l'hémisphère nord aient tendance à se calmer pendant l'hiver, le vortex polaire stratosphérique de l'Arctique (ci-après dénommé simplement vortex polaire) ne fait que commencer.

La NOAA fait le point sur le vortex polaire en ces premiers jours de l'hiver 2024-2025.

Qu'est-ce que le vortex polaire et les réchauffements rapides de la stratosphère ?

Le vortex polaire (note 1) est une bande de vents forts d'ouest en est qui se forme dans la stratosphère entre environ 16 et 48 km au-dessus du pôle Nord chaque hiver [note 2]. Nous définissons la force du vortex polaire par l'intensité des vents d'ouest en est à une latitude de 60 degrés nord et à 10 hPa (environ 30 km).

Au sortir de son hibernation estivale, le vortex polaire peut être une créature solitaire, qui se contente d'errer dans la stratosphère. Alors pourquoi s'en préoccuper à la surface ? Parfois, le vortex polaire aime rejoindre le reste du troupeau de l'atmosphère et du pergélisol [note de bas de page 3]. Bien qu'ils puissent avoir besoin d'un petit coup de pouce de la troposphère, les vents stratosphériques d'ouest en est peuvent se transformer en un « réchauffement soudain de la stratosphère, SSW ».

Lorsque ces réchauffements stratosphériques soudains se produisent, les risques de temps froid dans l'est des États-Unis et en Europe peuvent augmenter pendant plusieurs semaines. La saison dernière a été une année active avec deux événements de réchauffement majeurs.

Séries chronologiques des vents et des températures. Vitesse du vent (en haut) et température (en bas) observées et prévues (NOAA GEFSv12) dans le vortex polaire, comparées à la plage naturelle de variabilité (ombrage faible). Pour les prévisions GEFSv12 émises le 1er décembre, les vents à 60 degrés Nord (l'emplacement moyen du vortex polaire) devraient rester plus forts que la normale pendant au moins les deux prochaines semaines (ci-dessus, ligne magenta épaisse) avant de diminuer pour atteindre une force proche de la normale. Les températures de la basse stratosphère au-dessus de la calotte polaire (en bas, ligne rose épaisse) devraient être légèrement plus fraîches que la normale. Il est intéressant de noter que ces températures stratosphériques inférieures ont été plus chaudes que la normale entre juillet et octobre, peut-être en raison de l'augmentation des niveaux d'ozone stratosphérique. Image de NOAA Climate.gov, adaptée de l'original par Laura Ciasto.
Séries chronologiques des vents et des températures. Vitesse du vent (en haut) et température (en bas) observées et prévues (NOAA GEFSv12) dans le vortex polaire, comparées à la plage naturelle de variabilité (ombrage faible). Pour les prévisions GEFSv12 émises le 1er décembre, les vents à 60 degrés Nord (l'emplacement moyen du vortex polaire) devraient rester plus forts que la normale pendant au moins les deux prochaines semaines (ci-dessus, ligne magenta épaisse) avant de diminuer pour atteindre une force proche de la normale. Les températures de la basse stratosphère au-dessus de la calotte polaire (en bas, ligne rose épaisse) devraient être légèrement plus fraîches que la normale. Il est intéressant de noter que ces températures stratosphériques inférieures ont été plus chaudes que la normale entre juillet et octobre, peut-être en raison de l'augmentation des niveaux d'ozone stratosphérique. Image de NOAA Climate.gov, adaptée de l'original par Laura Ciasto.

Dormir pendant l'été sur une literie extra douce à l'ozone

Bien que la stratosphère ait tendance à hiberner pendant les mois d'été en l'absence de vortex polaire, cela ne signifie pas qu'elle est complètement calme. En fait, la saison excessivement active de l'hiver et du printemps derniers a peut-être empêché certaines caractéristiques de la stratosphère de se stabiliser complètement pendant l'été.

L'augmentation de l'activité des ondes durant l'hiver et le printemps, qui a contribué à déclencher deux importants réchauffements stratosphériques soudains, a fait plus que simplement affaiblir les vents stratosphériques. Selon Newman et al. (2024), elle pourrait également avoir augmenté le transport d'ozone stratosphérique des latitudes moyennes vers la région polaire [note de bas de page 4]. En conséquence, les niveaux totaux d'ozone en colonne en mars 2024 dans la stratosphère de l'hémisphère nord ont atteint leur plus haut niveau depuis 1979 (14,5 % de plus que les valeurs moyennes sur la période 1979-2023).

3 cartes de l'ozone dans l'hémisphère nord. Colonne totale d'ozone durant le mois de mars des trois dernières années. Les couleurs les plus sombres indiquent où les concentrations d'ozone sont les plus élevées, tandis que les couleurs plus claires montrent les concentrations les plus faibles. Une comparaison entre ces trois années met en évidence la quantité nettement supérieure d'ozone présente au printemps 2024. En effet, mars 2024 a connu certains des niveaux d'ozone stratosphérique les plus élevés depuis la fin des années 1970. Le grisé indique les régions où aucune donnée n'est disponible en raison du manque de lumière solaire. Image réalisée par NOAA Climate.gov à partir de données obtenues via le satellite OMPS NOAA-20 de la NOAA.
3 cartes de l'ozone dans l'hémisphère nord. Colonne totale d'ozone durant le mois de mars des trois dernières années. Les couleurs les plus sombres indiquent où les concentrations d'ozone sont les plus élevées, tandis que les couleurs plus claires montrent les concentrations les plus faibles. Une comparaison entre ces trois années met en évidence la quantité nettement supérieure d'ozone présente au printemps 2024. En effet, mars 2024 a connu certains des niveaux d'ozone stratosphérique les plus élevés depuis la fin des années 1970. Le grisé indique les régions où aucune donnée n'est disponible en raison du manque de lumière solaire. Image réalisée par NOAA Climate.gov à partir de données obtenues via le satellite OMPS NOAA-20 de la NOAA.

Même après la disparition du vortex polaire au cours de l'été, ces valeurs anormalement élevées d'ozone ont persisté. L'ozone absorbe le rayonnement solaire ultraviolet, et il est donc possible que ce niveau élevé et persistant d'ozone dans la basse stratosphère et la haute troposphère ait contribué aux températures supérieures à la normale qui y ont été observées tout au long de l'été. On ne sait pas si cette anomalie persistante de l'ozone arctique a eu un impact sur les températures de surface de l'Arctique plus élevées que la normale pendant l'été, mais nous avons remarqué que la formation automnale du vortex polaire a été un peu différente cette année.

Série chronologique des niveaux d'ozone. Les niveaux records d'ozone se sont poursuivis pendant les mois d'été. L'ozone moyen au niveau de la calotte polaire entre juin et août 2024 a été le plus élevé enregistré depuis 1979. Il convient de noter qu'il n'y a pas de données pour 1995. Les données de 1993 et 1996 sont limitées et considérées comme manquantes. Image du site NOAA climate.gov utilisant les données de NASA Ozone Watch.
Série chronologique des niveaux d'ozone. Les niveaux records d'ozone se sont poursuivis pendant les mois d'été. L'ozone moyen au niveau de la calotte polaire entre juin et août 2024 a été le plus élevé enregistré depuis 1979. Il convient de noter qu'il n'y a pas de données pour 1995. Les données de 1993 et 1996 sont limitées et considérées comme manquantes. Image du site NOAA climate.gov utilisant les données de NASA Ozone Watch.

Un début de saison en demi-teinte

Si le vortex polaire est sorti de son hibernation, il s'est réveillé lentement, un peu groggy et avec de gros bâillements. Normalement, les vents d'ouest en est qui caractérisent le vortex polaire se forment à la fin du mois d'août ou au début du mois de septembre. Si vous regardez à nouveau le graphique en haut de la publication, vous pouvez voir que cela s'est également produit cette année. Mais ce qui est remarquable, c'est que ces vents ne se sont pas intensifiés autant qu'ils le font habituellement.

Jusqu'à la fin du mois d'octobre, les vents stratosphériques à 60 degrés de latitude nord étaient beaucoup plus faibles que la normale [note 5]. Depuis, le vortex polaire s'est réveillé comme un ours affamé après un long sommeil, et les vents stratosphériques sont désormais bien supérieurs à la moyenne pour cette période de l'année.

Les prévisions récentes indiquent que le vortex polaire rugissant et puissant se poursuivra au cours des deux prochaines semaines avant de se stabiliser à un niveau plus proche de la normale.

Ne blâmons pas (automatiquement) le vortex polaire !!!!

Bien que certaines régions des États-Unis soient confrontées cette semaine à la première entrée arctique de la saison, il ne s'agit pas de ce que l'on attendrait automatiquement d'un renforcement du vortex polaire.

Tout d'abord, il faut rappeler que le vortex polaire se situe dans la stratosphère, à plus de 16 kilomètres d'altitude. Lorsqu'il affecte parfois notre météo, c'est par le biais d'une chaîne indirecte d'événements qui se développent sur plusieurs semaines. Deuxièmement, un vortex polaire plus puissant est plus susceptible d'être associé à une localisation plus septentrionale du courant-jet polaire, cette rivière de vents rapides dans la troposphère qui maintient l'air de surface très froid confiné dans l'Arctique. Ainsi, du moins à première vue, nous ne soupçonnerions pas le vortex polaire d'être à l'origine de la vague de froid qui sévit actuellement aux États-Unis [note 6]. Mais ne vous inquiétez pas, la saison est encore jeune et il est encore temps pour le vortex polaire de donner un coup de fouet à notre météo hivernale. Restez à l'écoute !

Notes de bas de page

[1] Pour des informations plus détaillées sur le vortex polaire, voir notre premier article de blog, qui contient de nombreuses ressources excellentes.

[2] Il existe également un vortex polaire antarctique à 60 degrés sud. Il présente certaines caractéristiques similaires à son homologue arctique, mais le vortex polaire antarctique possède également de nombreuses particularités.

[3] Fait non climatique : un groupe d'ours peut être appelé paresseux.

[4] L'ozone se forme lorsque les rayons ultraviolets (UV) frappent l'oxygène. Ce processus se produit principalement dans la stratosphère tropicale et l'ozone est ensuite transporté vers les pôles. Les changements dans l'intensité de ce transport sont donc l'un des moyens par lesquels les niveaux d'ozone au-dessus des pôles peuvent augmenter ou diminuer.

[5] Bien que le vortex polaire ait été plus faible que la normale, avec notamment des vents faibles record en septembre, l'absence de fortes variations du vortex en septembre et octobre signifie qu'il n'a normalement pas d'impact sur la circulation troposphérique à cette période de l'année.

[6] Une caractéristique intéressante du récent vortex polaire est qu'il s'est allongé, c'est-à-dire qu'il a une forme plus ovale que circulaire. Certaines recherches suggèrent qu'un vortex fort mais allongé pourrait avoir un effet indirect sur les poussées d'air froid aux États-Unis.

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