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EL NINO, UN PHENOMENE CLIMATIQUE REMARQUABLE
1) Présentation de El Nino
2) Etude de la situation sans El Nino
3) Etude de la situation sous l'influence de El Nino
4) Expérience
1) Présentation de El Nino
a) Définition et généralités
El Nino est un phénomène climatique complexe et particulier. Son nom provient de l'espagnol " L'Enfant Jésus " car il se manifeste généralement pour attendre son apogée vers Noël et cesser en juin de l'année suivante. C 'est un courant chaud de l'océan pacifique au niveau de l'équateur surtout connu autrefois des pêcheurs du Pérou car les eaux froides, normalement riches en plancton, ne contenaient plus autant de poissons , ce eaux étant réchauffées. Mais on a découvert que ce phénomène était plus complexe depuis 100 ans. Dans les années 1920, le scientifique britannique Walter a établi une corrélation entre la pression barométrique à l'ouest et à l'est : si la pression augmentait d'un coté, elle diminuait de l'autre. Plus tard, dans les années 1960, Jacob Bjerknes remarqua le lien entre les températures superficielles de l'océan anormalement élevées, les alizés qui régressent et les abondantes précipitations, qu'il associa à El Nino. On parle désormais de phénomène océano-atmosphérique avec oscillation australe (ENSO).
b) Localisation
El Nino se situe dans l'hémisphère Sud entre l'équateur et le tropique du Capricorne et plus précisément dans l 'océan Pacifique entre l'Australie et le Pérou.
c) Périodicité, durée et apparition
Ce phénomène apparaît environ tous les 2 à 7 ans, ce qui constitue une fourchette assez large en terme d'intervalle entre 2 El Nino.
Il dure de 12 à 18 mois : de la saison printemps - été d'une année jusqu'en mai - juin de l'année suivante.
De quand date le phénomène El Nino :
- Les Archéologues en ont observé les traces datant de plusieurs milliers d'années. En effet, les cotes du Pérou portent la marque, sur les monuments anciens, d'épisodes vieux de 4000 ans. Ce pourrait être la cause de la disparition inexpliqué de civilisation précolombiennes et le choix de la construction des villes préhispaniques sur des sites d'altitudes.
- Cependant, la première relation écrite connu remonte à 1546. C'est le conquistador J Benzoni qui a décrit de terribles inondations dans le golfe de Guayaquil en Equateur.
2) Etude de la situation sans El Nino
a) Définition et généralités
Etudier le cas où El Nino ne s'exerce pas présente un double intérêt :
- Premièrement, il est indispensable de connaître le fonctionnement climatique : présence d'un cycle atmosphérique, pression et températures initiales pour pouvoir juger le changement qui s'opère avec El Nino.
- Deuxièmement, il est intéressant de parler de la situation normale car comprendre cette situation aide à envisager correctement l'étude de la perturbation de cette situation, puisque situation normale et situation El Nino sont étroitement liés.
b) fonctionnement climatique normal : la Nina
Un cycle climatique du à une corrélation entre l'atmosphère et l'océan a lieu temps normal, ce cycle étant appelé la Nina.
Sachant que les vents sont proportionnels a la différences de pression entre 2 points et qu'ils se dirigent des hautes pressions vers les basses, plus la pression près de l'Indonésie/Australie est basse et plus la pression près de l'île de Pâques est élevée, plus les alizés, balayant le pacifique tropical de l'est vers l "ouest, sont puissants. Ces vents s'accumulent de l'eau chaude à la surface du pacifique ouest, à un tel point que la surface de la mer est d'environ 50 cm plus haute près de l'Indonésie qu'en Equateur. L'eau est alors à 29°C sur 100m d'épaisseur.
Par opposition, l'eau du pacifique, près des cotes de l'Amérique du Sud, est presque 8°C plus froide, à cause du brassage qui remonte les eaux froides des profondeurs à la surface du Pacifique est et central : c'est le phénomène d'upwelling qui se fait sur la cote est et surtout au Pérou. L'eau froide le long de l'équateur, refroidit l'air au dessus, le rendant trop dense pour qu'il puisse s 'élever et ainsi causer de la convection. La partie est de l'océan demeure donc sans nuage, alors que l'eau chaude situé dans l 'ouest de cet océan, fournit énormément d 'énergie et d'humidité pour créer une large zone d'intenses orages, près de l'Indonésie.
c) Présentation de paramètres initiaux normaux
Eléments caractérisant la Nina :
- pression élevée à l'est, faible à l'ouest ' Alizé soufflant vers l'ouest fortement
- température de l'eau chaude à l'ouest, froide à l'est' thermocline à l'ouest, upwelling à l'ouest.
- fortes précipitations à l'ouest, sécheresse a l'est
3) Etude de la situation sous l'influence de El Nino
a) Causes : changement des paramètres initiaux
Les scientifiques travaillant actuellement sur El Nino ne savent pas exactement pourquoi le phénomène se déclenche, même si l'on pense qu'il s'agit d'une conséquence d'un affaiblissement temporaire et très prononcé de l'anticyclone présent au milieu du pacifique. Par contre, on peut dresser une liste des facteurs déclencheurs du phénomène du phénomène : on les regroupe dans le tableau suivant très significatif.
Il s'agit d'une corrélation entre la température, la pression barométrique et les précipitations :
- précipitations multipliés par 30 au Pérou
- Pression à l'ouest qui augmente considérablement pour un équilibre Est-ouest ' Alizés faiblissent et changent même de sens.
- températures de l'eau de surface à l'est au Pérou notamment augmentent de 3 à 4 °F du au courants marins modifiés.
b) Caractéristiques de El Nino
Un nouveau fonctionnement climats sur les cotes du Pacifiques
Si la pression près de l'Indonésie se met à augmenter et cela près de l'Amérique du sud diminue, la différence de pression devient moins importante et les alizés commencent à perdre de leur vigueur dans le centre et l'ouest du pacifique ; à la limite, ils pourraient même changer de direction. C'est là qu'un El Nino s'installe. L'eau chaude de l'ouest se déplace alors vers les cotes du Pérou ; il semble que le voyage prendrait environ 3 mois. Le phénomène d'upwelling ne se fait alors plus. Le centre et l'est de l'océan se réchauffent donc, chauffant ainsi l'air humide qui le surplombe, créant de la convection formant des nuages.
Le résultat suivant apparaît alors : cette zone de précipitations et d'orages s'étend alors plus à l'est qu'habituellement. Ces orages fournissant à la haute atmosphère de l'humidité et des vents influencent le courant-jet. Ces forts vents en altitude, qui entraînent les systèmes météorologiques, sont déviés, modifiant ainsi la trajectoire des tempêtes ; L'atmosphère continue de s'ajuster en provoquant une baisse barométrique sur le centre et l'est du pacifique, alors que sur l?Australie et l?Indonésie, la pression augmente. Ces changements de pression jouent sur la force des alizés qui continuent encore à faiblir et à se retirer vers l'est.
Plus l'eau et le vent s'obstinent ainsi, plus le El Nino devient important. Il est alors très difficile de dire qui, du vent ou de la mer, a initié ce phénomène, ni qui le fera renverser. C'est un jeu d'action réaction.
c) Retour à la normale
Progressivement les alizés redeviennent plus fort entraînant les eaux chaudes de surfaces vers l'ouest et les eaux froides des profondeurs remonteront le long de l'équateur vers l'ouest ; c'est " La Nina " (la fille) aussi appelé dans le cas du retour à la normale " El Viejo " (le vieillard). Environ 18 mois sont nécessaires pour boucler le cycle. Mais ce scénario faisant naître un El Nino est purement théorique, car tous ne sont pas similaires. Toutefois, les phénomènes physiques (changement T°, différence de pression) s'opèrent toujours, c'est seulement dans l'ampleur de ces changements qu'on remarque des différences.
4) Expérience
Etude d'un phénomène physique à partir de la perturbation climatique El Nino
- But :
Reproduire l'oscillation de fluides entre eaux chaudes et eaux froides propre à El Nino et comprendre ainsi la différence de profondeur entre eaux chaudes et eaux froides.
- Matériel :
- Eau chaude colorée rouge
- Eau froide de couleur bleue
- Film de séparation
- Bac parallélépipédique
- Déroulement :
- Préparation des 2 couches superposés (couche inférieur : eau froide / couche supérieure eau chaude)
- retrait du film de séparation
- on souffle énergiquement avec une intensité constante
- Résultat :
Un déplacement des eaux de surfaces chaudes et colorées en rouge a lieu. Il s'ensuit des oscillations de cette masse d'eau.
- Interprétation :
C'est grâce au souffle qu'il se produit cette oscillation, on en déduit que le vent peut avoir des conséquences sur le déplacement des eaux.
- Conclusion :
Au sein du phénomène la Nina, les alizés qui soufflent continuellement d'Est en ouest permettent l'accumulation d'eau chaude sur le littoral ouest. Quand El Nino arrive, le vent est moins fort et s'inverse, l'oscillation se produit alors.
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