ENSO est un acronyme composé avec les initiales des mots El Niño et Southern Oscillation (en français oscillation australe). Il s'agit du phénomène climatique et océanographique reliant le phénomène El Niño et l’oscillation australe de la pression atmosphérique. El Niño et respectivement La Niña sont des phénomènes climatiques ayant pour origine une anomalie thermique des eaux équatoriales de surface (premières dizaines de mètres) de l'océan Pacifique centre et est caractérisé par une température anormalement élevée (respectivement basse) de ces eaux. Le phénomène La Niña (la petite fille en espagnol) tire son nom du phénomène opposé El Niño (le petit garçon en espagnol en référence à l'enfant Jésus car le phénomène apparaît sensiblement autour de Noël). Les conséquences maritimes et climatiques de El Niño et de La Niña sont globalement inverse l'une de l'autre mais la fréquence de La Niña est différente de celle d'El Niño et les deux événements ne semblent pas nécessairement induits l'un par l'autre. En plus de provoquer des catastrophes naturelles (sécheresses, inondations, cyclones tropicaux) les phénomènes El Niño et La Niña affectent de manière non négligeables le niveau de la mer.
Explication des phénomènes
Dans l'Océan Pacifique tropical, circulation océanique et circulation atmosphérique sont étroitement liées comme les travaux précurseurs de Sir Walker, initiés au début du XXe siècle, l'ont démontré. Les recherches sont toujours en cours dans le but de découvrir les causes et les mécanismes de ces phénomènes qui portent aujourd'hui les noms de El Niño, La Niña, ENSO.
Quand El Niño se préparepar CNES
Condition normale
En temps normal, une zone cyclonique (la circulation de Walker) est située au milieu du Pacifique et chasse les eaux chaudes superficielles par des vents du sud-est vers l’Australie et les Philippines (réservoir d'eau chaude représenté en rouge sur le schéma ci-dessous) et provoque des remontées d’eaux froides des profondeurs sur les côtes du Pérou (phénomène de upwelling représenté en bleu foncé sur le même schéma).
Dans les conditions "normales", la surface de la mer est plus élévée à l'ouest de l'Océan Pacifique. En effet, un phénomène de convection est notable dans la partie ouest, près de l'Asie et de l'Australie et un anticyclone le long de la côte de l'Amérique du Sud entraine de la subsidence. Une forte circulation de retour d'Est est générée produisant un effet de seiche : le niveau de la mer est ainsi plus haut dans le Pacifique Ouest que dans l'Est.
El Niño
Lors du phénomène El Niño, l'activité convective de la cellule de Walker diminue dans le Pacifique Ouest, pour des raisons encore mal comprises. La circulation d'ouest en altitude diminue ou cesse ce qui coupe l'apport d'air froid dans le Pacifique Est et le flux de retour d'Est de surface faiblit. L'eau chaude empilée dans le Pacifique Ouest dévale alors la pente différentielle de la surface de la mer vers l'Amérique du Sud occasionnant un réchauffement de la température de surface de la mer dans ce secteur en plus de perturber les courants marins (eau chaude représenté en rouge et orange sur le schéma ci-dessous). Les systèmes de nuages et de pluviométrie sont également fortement modifiés en plus de donner des températures inhabituelles aux deux Amériques, à l'Australie et à l'Afrique du Sud-Est.
Dans les conditions El Niño, la surface de la mer se redresse sur l'ensemble de l'Océan Pacifique pour se rapprocher de l'horizontale. De plus durant cet épisode, le niveau moyen de la mer est supérieur à la normale. Ce phénomène s'explique par le fait que les précipitations se concentrent sur l'Océan Pacifique tropical mais sont plus rares sur les continents. Cela provoque une augmentation temporaire du niveau moyen marin par une augmentation de la masse de l'Océan.
La diminution des alizés perturbe le cycle de Walker et laisse l'eau chaude se répandre plus à l'Est
La Niña
Le phénomène la Niña est liée à un renforcement des alizés dans l'océan Pacifique Ouest qui, déplaçant encore plus les eaux chaudes de surface de cette région en direction du continent asiatique, provoquent un renforcement de la remontée d'eau amenant ainsi en surface plus d'eau froide qu'à l'accoutumée. Il résulte d’un dérèglement atmosphérique qui est encore mal expliqué et qui revient périodiquement. Les eaux déplacées forment un grand courant marin d’une taille comparable à une fois et demi celle des États-Unis.
Dans les conditions La Niña, la surface de la mer est encore plus élevée à l'Ouest de l'Océan Pacifique par rapport à la partie Est. Lors de cet épisode, le niveau moyen de la mer est inférieur à la normale. Ce phénomène s'explique par les précipitations sur l'Océan Pacifique moins importantes que sur les continents. La diminution de la masse de l'Océan entraîne une diminution temporaire du niveau moyen de la mer.
Le renforcement des vents étire la zone couverte par la circulation de Walker et la renforce
L'indice ENSO
Afin de quantifier et d'estimer l'intensité des phénomènes El Niño et La Niña un indicateur, l'indice ENSO, prenant en compte 6 paramètres a été mis en place. Ces six variables sont : la pression atmosphérique au niveau de la mer (P) ; les composantes zonale (U) et méridienne (V) du vent de surface ; la température de surface de la mer (S) ; la température de l'air en surface (A) et la couverture nuageuse (C).
Plus cet indice est important, plus l'épisode El Niño est puissant comme c'était le cas par exemple en 1997-1998 (en rouge sur le graphique ci-dessus). A l'inverse, plus l'indice est négatif, est plus le phénomène La Niña est marqué comme en 2011 (en bleu).
Influence d'El Niño et de La Niña sur le niveau de la mer
C'est grâce à l'atimétrie radar embarquée sur satellite (Topex Poséidon, Jason 1 et Jason 2) depuis le début des années 1990 que nous pouvons observer et quantifier les influences des phénomènes El Niño et La Niña sur le niveau de la mer. Le portail Aviso+ Satellite Altimetry Data (CNES, CTOH, OMP) propose à ce titre une large gamme de produits pour apprécier les effets sur le niveau de la mer aussi bien d'un point de vu global que local.
Impact sur le niveau moyen des mers (impact mondial)
L'altimétrie radar embarquée sur satellité montre que le niveau moyen marin global a augmenté de manière assez régulière depuis le début des années 1990 à la vitesse d'environ 3 mm/an. Cependant, des fluctuations interannuelles autour de la tendance linéaire sont visibles comme en 1997-1998 ou en 2012 (fluctuation positive) et en 2007-2008 ou 2011-2012 (fluctuation négative). Ces épisodes correspondent respectivement à des événements El Niño et La Niña.
Impact de l'évolution du niveau marin localisé sur l'océan Pacifique (impact local)
Si l'impact d'El Niño et La Niña sur le niveau global de la mer est visible à l'échelle mondiale, qu'en est-il au niveau de l'Océan Pacifique Tropical ? D'après les produits disponible sur le site Internet Aviso+ (CNES - CTOH - OMP) les effets des phénomènes El Niño et La Niña sont plus marqués sur les variations du niveau de la mer englobant uniquement l'Océan Pacifique avec une hausse temporaire moyenne du niveau de l'océan de l'ordre de 2 cm pour l'événement El Niño en 1997-1998 et une diminution temporaire moyenne du Pacifique du même ordre de grandeur (environ 2 cm) pour La Niña en 2010-2011.