El Niño pourrait être prévu plus longtemps à l’avance et changer la manière dont nous anticipons ses conséquences

Une étude récente suggère que les signes annonciateurs d’un épisode El Niño pourraient apparaître bien plus tôt que ne le prennent en compte les systèmes de prévision actuels. La clé résiderait dans la « mémoire » de l’océan tropical.

L'épisode El Niño de 2023-2024 avait été prévu plus d'un an à l'avance par des modèles statistiques. Image : NOAA Coral Reef Watch.

El Niño est l’un des phénomènes climatiques les plus influents de la planète, dont les effets se font sentir pratiquement partout dans le monde. C’est pourquoi, dès que les conditions laissent entrevoir le développement d’un nouvel épisode, les prévisions sont suivies de très près.

Savoir plusieurs mois à l’avance si le Pacifique s’oriente vers une phase chaude ou froide peut faire une grande différence dans la planification de nombreuses activités socio-économiques.

Pourtant, prévoir l’évolution d’El Niño demeure un défi. Bien que les modèles actuels se soient considérablement améliorés au cours des dernières décennies, leur précision diminue lorsqu’ils tentent d’anticiper les conditions à très longue échéance.

Mais si les signes annonciateurs d’un futur épisode El Niño apparaissaient bien plus tôt qu’on ne le pense ? Et si l’océan commençait à révéler des indices sur son évolution plus d’un an à l’avance ?

Le mur de prévisibilité qui défie les prévisions d’El Niño

À première vue, prévoir El Niño peut sembler relativement simple. Après tout, l’océan évolue beaucoup plus lentement que l’atmosphère, ce qui confère au système climatique une certaine mémoire. Mais la réalité est plus complexe : de petites erreurs dans la représentation de l’océan et de l’atmosphère peuvent rapidement s’amplifier, réduisant ainsi la capacité prédictive des modèles.

Cette difficulté devient particulièrement évidente au printemps dans l’hémisphère Nord, lorsque l’océan tropical traverse une période durant laquelle les signaux associés à El Niño et à La Niña ont tendance à s’atténuer.

Prévoir El Niño reste donc un défi : bien que l’océan conserve une « mémoire », la barrière de prévisibilité du printemps peut affaiblir les signaux et compliquer les prévisions à plus d’un an d’échéance.

Ce phénomène est connu sous le nom de « barrière de prévisibilité du printemps » et constitue l’un des principaux obstacles à la prévision d’El Niño. Il s’agit d’une sorte de frontière naturelle qui rend difficile l’anticipation, très longtemps à l’avance, de l’apparition d’un épisode El Niño dans le Pacifique tropical.

Pour cette raison, même si les prévisions actuelles se sont nettement améliorées, anticiper avec confiance un épisode El Niño plus d’un an avant son développement reste une tâche extrêmement complexe.

Les signaux océan-atmosphère qui annoncent El Niño

Malgré l’existence de cette barrière de prévisibilité, certains éléments – parfois subtils – de l’océan et de l’atmosphère tropicale permettent de prévoir El Niño plus d’un an à l’avance grâce à des méthodes statistiques.

L’un des facteurs les plus importants est l’accumulation d’eau chaude sous la surface du Pacifique occidental. Bien avant que les températures de surface ne commencent à augmenter dans le Pacifique central et oriental, l’océan emmagasine de la chaleur en profondeur, créant une sorte de réservoir thermique détectable plusieurs mois, voire plus d’un an, avant le développement d’un épisode El Niño.

Avant qu’El Niño ne devienne perceptible en surface, le Pacifique peut déjà envoyer des signaux depuis les profondeurs : un réservoir de chaleur accumulé en subsurface peut annoncer son développement plusieurs mois, voire plus d’un an à l’avance.

À mesure que cette chaleur sous-marine se déplace lentement vers l’est, la probabilité que les conditions évoluent vers une phase chaude (El Niño) augmente.

À ce signal océanique s’ajoutent des modifications caractéristiques de l’atmosphère tropicale. Des études montrent que des anomalies des vents de surface dans le Pacifique occidental précèdent souvent le développement d’El Niño de nombreux mois.

De nombreux modèles statistiques sont utilisés de manière opérationnelle chaque mois pour prévoir l’évolution d’El Niño. Source : IRI-Columbia.

Lorsque le renforcement ou l’affaiblissement de ces vents se produit simultanément avec l’accumulation de chaleur en subsurface, une configuration se met en place qui a, par le passé, précédé les épisodes El Niño. C’est précisément la combinaison de ces signaux physiques précoces qui permet d’étendre la capacité de prévision au-delà de l’horizon habituel.

Un El Niño qui pourrait être détecté bien à l’avance

Le développement de l’épisode El Niño 2023-2024 constitue un exemple particulièrement révélateur de la manière dont les épisodes El Niño peuvent être prévus statistiquement de nombreux mois à l’avance. Les prévisions réalisées entre juillet 2022 et janvier 2023, soit entre 17 et 11 mois avant le pic de l’épisode El Niño 2023-2024, avaient correctement anticipé son apparition.

À cette époque, le Pacifique équatorial présentait encore des conditions associées à La Niña, de sorte que l’émergence d’un nouvel épisode El Niño n’était pas évidente au regard des températures de surface observées.

Pourtant, dès 2022, des signaux précurseurs pouvaient déjà être identifiés dans l’océan et l’atmosphère tropicaux. Entre mai et octobre 2022, une importante accumulation de chaleur a été observée sous la surface du Pacifique occidental, avec des anomalies chaudes qui ont ensuite commencé à se déplacer vers le Pacifique central.

Parallèlement, des anomalies caractéristiques sont apparues dans les vents tropicaux ainsi que dans les températures de surface de la mer dans certaines régions du Pacifique. En combinant ces différents signaux, les prévisions ont correctement anticipé la transition vers des conditions El Niño au cours de l'année 2023, démontrant qu'une information prédictive peut être disponible plus d'un an avant que le réchauffement ne devienne clairement visible à la surface de l'océan.

Références de l'article :

Petrova, D., Rodó, X., Koopman, SJ, Tzanov, V., & Cvijanovic, I. (2024). The 2023/24 El Niño and the feasibility of Long-Lead ENSO forecasting . Bulletin of the American Meteorological Society.

Petrova, D., Ballester, J., Koopman, SJ, & Rodó, X. (2020). Multiyear statistical prediction of ENSO enhanced by the tropical Pacific observing system . Journal of Climate.