jeudi 27 juin 2019

Le Jet Stream, responsable mais pas coupable ?

Voici la définition du Jet Stream que je vais nommer courant-jet pour rester français :
Les courants-jets les plus forts sont les courants-jets polaires (situés entre 7 et 12 kilomètres au-dessus du niveau de la mer) tandis que les plus hauts et les plus faibles courants sont les courants-jets subtropicaux (situés entre 10 et 16 kilomètres au-dessus des mers). L'hémisphère Nord et l'hémisphère Sud ont tous deux un courant-jet polaire et un courant-jet subtropical. 
En Europe ou aux Etats-Unis c'est donc essentiellement le courant-jet polaire (de l'hémisphère nord bien sûr) qui nous concerne, tant par sa puissance que par sa position, comme on peut le constater ici :
Position normale des courants-jets polaires et subtropicaux dans l'hémisphère Nord et dans l'hémisphère Sud (source wikipedia)

En coupe verticale nous pouvons mieux visualiser le positionnement des différents courants-jets et l'importance toute particulière du courant-jet polaire pour nos régions :
Zones de transition des deux principaux courants-jet avec la latitude (source wikipedia)

Plus important encore, ces courants-jets constituent des frontières infranchissables pour les masses d'air :
Les courants-jets sont qualifiés de « rivières », de « rubans » empruntant un trajet courbe et sinueux dans lesquels circule un grand flux d'air rapide. Ils jouent un rôle majeur dans la circulation atmosphérique puisque ceux-ci marquent la limite entre deux masses d'air distinctes qui ne peuvent se mélanger. Ils participent ainsi à la cyclogénèse des systèmes météorologiques des latitudes moyennes (anticyclones et dépressions) se déplaçant ensuite sous ces courants d'air puissants.
Voici ce qui nous est expliqué concernant « notre » courant-jet :
Le courant-jet instable (appelé courant-jet polaire) se trouve entre la Cellule de Ferrel et la Cellule polaire. Ce courant-jet est associé au front polaire qui sépare la zone tempérée et la zone froide. Il est beaucoup plus irrégulier : en effet sa position change mais reste en moyenne à environ 60° de latitude et surtout sa direction (depuis ouest-est jusqu'à nord-sud). Les perturbations frontales qui affectent les latitudes moyennes sont associées au courant-jet étant donné que celui-ci sépare les masses d'air4. Le courant-jet polaire est plus faible et plus régulier en été qu'en hiver car le contraste thermique entre les régions polaires et les régions équatoriales est plus élevé pendant la saison froide que pendant la saison chaude. 
En réalité la distinction entre courant-jet « polaire » et « subtropical » semble être désuète si on en croit le site meteofrance :
[Le courant-jet planétaire] forme pratiquement une ceinture qui fluctue autour de la Terre, mais qui n'est pas rectiligne : en effet, elle ondule et subit des discontinuités. Dans l'hémisphère Nord, elle se situe en hiver vers le 40e parallèle, mais redescend en été en direction de l'équateur, vers le 30e parallèle. Par ailleurs, le relief et les variations de température de la surface terrestre influent sur sa position et sur son intensité : ainsi, le courant-jet de l'hémisphère Nord apparaît bien plus rapide au-dessus de l'Arabie saoudite, du Japon et de la côte Est des États-Unis qu'il ne l'est au-dessus de l'Europe ou de la côte Ouest des États-Unis. Dans l'hémisphère Sud, les disparités associées au courant-jet sont moindres. Les zones de courant-jet les plus proches du pôle étaient jadis appelées "jet polaire", et les plus méridionales étaient dénommées "jet subtropical".
Si je comprends bien il n'y a donc pas deux courants-jets, l'un polaire et l'autre subtropical, mais un seul courant-jet « planétaire » (en fait deux, puisqu'il y a deux hémisphères…) qui ondule et se déforme en s'approchant plus ou moins soit du pôle soit de l'équateur.

 Enfin le courant-jet est à l'origine des dépressions qui elles-mêmes peuvent influencer le courant-jet :
Le courant-jet joue un rôle majeur dans la formation des dépressions, dans le renforcement ou l'affaiblissement de leur activité et dans la détermination de leurs trajectoires ; mais chaque dépression, inversement, déforme le courant-jet, l'incurve et a tendance à le repousser vers le pôle : de cette manière, elle exerce durant plusieurs jours une action indirecte sur les trajectoires et l'intensité des dépressions qui lui succèdent.
Les explications ci-dessus, ainsi que les deux graphiques montrés, issus de Wikipédia, sont exactement les mêmes que celles qui figurent dans le livre Climats - Passé, présent, futur aux pages 46 et 47 :
Une représentation simplifiée organise, par hémisphère, la circulation des masses d'air en trois cellules […] La circulation générale qui en résulte consiste en des bandes de latitude avec une alternance de basses et hautes pressions, associées à leur circulation cyclonique et anti-cyclonique.
Et voici ce qui est dit, page 48, concernant l'affaiblissement du jet polaire :
Quand le jet polaire faiblit, les incursions d'air froid vers les latitudes tempérées sont facilitées, donnant naissance à des vagues de froid sur de grandes régions continentales (Amérique du Nord, Europe, Asie)
Le livre ne parle pas de l'amplification arctique qui pourrait affaiblir le jet polaire en abaissant le gradient de températures entre les hautes et les basses latitudes, c'est dommage mais le climat est quelque chose de compliqué et il est difficile de tout évoquer ; le sujet est apparemment toujours en discussion comme on peut le voir avec cette étude de 2016 intitulée Arctic amplification: does it impact the polar jet stream? ; cette étude conclut notamment :
[…] while Arctic amplification significantly enhances near-surface air temperature in the polar region, it is not large enough to invoke an increased oscillation of the planetary waves.
[…] bien que l'amplification arctique augmente considérablement la température de l'air près de la surface dans la région polaire, elle n'est pas assez importante pour provoquer une oscillation accrue des ondes planétaires.
Mais une étude plus récente, datée de 2018 et intitulée Projected changes in persistent extreme summer weather events: The role of quasi-resonant amplification, conclut au contraire que :
Models with amplified Arctic warming yield the most pronounced increase in [quasi-resonant amplification] events.
Les modèles avec réchauffement amplifié de l'Arctique produisent l'augmentation la plus prononcée des événements [amplifiés quasi-résonants].
Les événements « amplifiés quasi-résonants » (dans le texte : QRA pour quasi-resonant amplification) sont définis par l'étude, en voici un court extrait pour ceux que cela intéresse :
[…] a pronounced amplification of waves that are excited by orographic or thermal forcing can occur (32). This phenomenon is referred to as quasi-resonant amplification (QRA).
[…] une amplification prononcée des ondes excitées par le forçage orographique ou thermique peut se produire (32). Ce phénomène est appelé amplification quasi-résonante (QRA).
Je vous laisse lire la totalité de l'explication si vous vous en sentez le courage…

 Dans cette étude les travaux de Jennifer Francis sont cités avec son papier de 2012 intitulé Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid‐latitudes ; dans cette étude le courant-jet n'était pas mentionné, seulement les ondes de Rossby, or celles-ci sont liées...au courant-jet, comme nous le montre ce schéma tiré du site Wikipédia :
Méandres du courant-jet de l'hémisphère nord se développant (a, b) et finissant par détacher une "goutte" d'air froid (c). Orange : masses d'air plus chaudes ; rose : jet stream ; bleu : masses d'air plus froides.

Nous avons la démonstration que le courant-jet peut fortement influencer notre météo avec des événements dits « extrêmes », dans le cas exposé ici avec une « goutte froide », mais on peut se poser légitimement la question de savoir si ce même courant-jet est également à l'origine de la situation actuelle qui est celle d'une canicule précoce dans la saison avec des records battus ou encore à battre :
Les différents courants-jets de la planète à la date du 26 juin (source earth.nullschool)

Comme déjà expliqué dans mes précédents billets, c'est la boucle formée par le courant-jet au large du Portugal, dans laquelle une dépression est emprisonnée, qui nous apporte de l'air chaud en provenance du sud ; dans ce schéma les masses d'air froid polaire restent confinées très au nord, ce qui explique notamment la température nocturne plutôt douce en Islande.

J'aimerais bien avoir l'avis de mes lecteurs ayant de bonnes connaissances scientifiques (ce qui en élimine d'office un bon nombre…) afin de savoir ce qu'ils en pensent.

Ne soyez pas timides, réagissez !


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