Continentalité et Océanité aux Moyennes et Hautes Latitudes de l’Hémisphère Nord et Leurs Liens avec la Circulation atmosphérique
Résumé
La continentalité ou océanité climatique est l’une des principales caractéristiques des conditions climatiques locales, qui varie avec le changement climatique global et régional. Cet article analyse les indices de continentalité et d’océanité, ainsi que leurs variations dans les latitudes moyennes et hautes de l’hémisphère Nord sur la période 1950-2015. La climatologie et les changements dans la continentalité et l’océanité sont examinés à l’aide de l’Indice de continentalité de Conrad (CCI) et de l’Indice d’océanité de Kerner (KOI). L’impact des modèles de téléconnexion de l’hémisphère Nord sur les conditions de continentalité /océanité a également été évalué. Selon CCI, la continentalité est plus importante dans le nord-est de la Sibérie et plus basse le long de la côte pacifique de l’Amérique du Nord ainsi que dans les zones côtières de la partie nord de l’océan Atlantique. Cependant, selon KOI, les zones de haute continentalité ne correspondent pas précisément à celles de faible océanité, apparaissant au sud et à l’ouest de celles identifiées par CCI. Les schémas spatiaux des changements de continentalité semblent donc différents. Selon CCI, une augmentation statistiquement significative de la continentalité n’a été observée qu’au nord-est de la Sibérie. En revanche, dans la partie occidentale de l’Amérique du Nord et la majorité de l’Asie, la continentalité s’est affaiblie. Selon KOI, le climat est devenu de plus en plus continental en Europe du Nord et dans la majorité de l’Amérique du Nord et de l’Asie de l’Est. L’océanité a augmenté dans l’archipel arctique canadien et dans certaines parties de la région méditerranéenne. Les changements de continentalité étaient principalement liés à l’augmentation de la température du mois le plus froid en conséquence des changements de la circulation atmosphérique: la phase positive des modèles d’oscillation de l’Atlantique Nord (NAO) et de l’Atlantique Est (EA) a dominé en hiver au cours des dernières décennies. Les tendances de l’océanité peuvent être liées à la diminution de l’étendue de la glace de mer saisonnière et à une augmentation associée de la température de surface de la mer.
1. Introduction
La continentalité et l’océanité sont des paramètres importants qui décrivent les conditions climatiques locales. Ils montrent dans quelle mesure le climat local est influencé par les interactions mer-masse terrestre. Comme la plupart des autres indicateurs climatiques, ces paramètres sont dynamiques et sont liés à la fois au changement climatique mondial et, par conséquent, aux changements de la circulation atmosphérique.
La continentalité est principalement affectée par une gamme de variables climatiques, telles que la latitude, la distance à la mer et la circulation atmosphérique. Dans la plupart des cas, les calculs de l’indice de continentalité sont basés sur la plage annuelle de température de l’air et la latitude. Une plus grande plage annuelle de température de l’air est associée à des contrastes thermiques plus élevés et à une plus grande continentalité.
Dans des conditions climatiques changeantes, la continentalité pourrait être affectée de différentes manières. En raison du changement climatique mondial, la température de l’air a tendance à augmenter dans la plupart des régions du monde. Au cours des dernières décennies, le réchauffement le plus rapide a été observé dans les latitudes moyennes de l’hémisphère Nord. Par conséquent, l’analyse des changements des différents indices climatiques, y compris des changements de continentalité dans les latitudes moyennes et hautes de l’hémisphère Nord, revêt une importance considérable. Dans les régions où les températures de l’air hivernales ont une tendance positive plus importante que leurs homologues estivales, les valeurs correspondantes de l’indice de continentalité diminuent, et vice versa. Une augmentation de l’amplitude du cycle annuel dans les latitudes moyennes de l’hémisphère Nord a été identifiée au cours des deux dernières décennies: c’est-à-dire que les températures de l’air en hiver ont légèrement augmenté, tandis que les changements en été étaient plus importants.
Cependant, les variations de la plage de température annuelle de l’air varient considérablement selon les régions et, par conséquent, les tendances de la continentalité climatique diffèrent également. Les recherches régionales sur la continentalité climatique ont commencé dans la première moitié du XXe siècle. Gorczynski, Brunt, Raunio et d’autres ont décrit la continentalité climatique de différentes localités sur la base de la plage de température annuelle de l’air. Hirschi et coll. a analysé le changement de la continentalité mondiale à l’aide des données de réanalyse NCEP/NCAR sur la période 1948-2005. Une baisse significative de la continentalité a été notée dans l’Arctique et l’Antarctique en raison d’une forte augmentation de la température du mois le plus froid. Cependant, l’indice de continentalité en Europe du Sud-Est a également augmenté.
Ces dernières années, les caractéristiques régionales de la continentalité et de l’océanité ont été analysées en Grèce, en Turquie et au Pakistan. Il a été déterminé que la continentalité climatique s’est intensifiée dans la péninsule ibérique. Des augmentations négligeables de la continentalité ont également été observées en Slovaquie et aucun changement significatif n’a été constaté en République tchèque, tandis qu’une augmentation statistiquement significative de la continentalité a été identifiée au Moyen-Orient et en Afrique du Nord. De plus, les auteurs de soutiennent que les schémas de circulation régionaux (p. ex., sur la Méditerranée) ne jouent pas un rôle critique dans la détermination des tendances identifiées en continentalité. Ils font plutôt référence à des changements dans la circulation atmosphérique à grande échelle au-dessus de l’Atlantique Nord.
En se déplaçant vers le pôle dans l’hémisphère Nord, les masses terrestres deviennent plus grandes, de sorte que la continentalité a tendance à être moins prononcée dans les périodes où la circulation zonale est améliorée. En revanche, il devient plus remarquable avec l’amélioration de la circulation méridienne et la plus grande influence des masses d’air continentales de l’Arctique.
Les changements de continentalité affectent à la fois les systèmes naturels (tels que les zones de végétation) et anthropiques (par exemple, les ressources en eau et l’agriculture), de sorte que les enquêtes sur les changements de continentalité sont d’une grande importance. En outre, relativement peu d’études ont analysé la continentalité et ses changements à l’échelle mondiale. De plus, il existe un manque de recherche pour analyser l’effet de la circulation atmosphérique sur les valeurs de l’indice de continentalité.
Par conséquent, le but de cette recherche est d’évaluer la distribution spatiale de l’Indice de Continentalité (CCI) de Conrad et de l’Indice d’Océanité (KOI) de Kerner largement acceptés dans les latitudes moyennes et hautes des zones terrestres de l’hémisphère Nord, ainsi que d’évaluer les changements de ces indices depuis le milieu du XXe siècle et leurs connexions à la circulation atmosphérique.
2. Méthodes
Dans cette recherche, la continentalité a été évaluée à l’aide de l’ICC proposée par Conrad :où (°C) est la température moyenne des mois les plus chauds de l’année, (°C) est la température moyenne des mois les plus froids de l’année et la latitude.
Une large gamme annuelle de températures de l’air entraîne des valeurs d’indice plus élevées et indique par conséquent un climat plus continental. Les plus petites différences peuvent être observées dans les conditions climatiques les plus océaniques. Les territoires où les valeurs d’indice vont de -20 à 20 peuvent être décrits comme hyperocéaniques, de 20 à 50 comme océaniques, de 50 à 60 comme subcontinentaux, de 60 à 80 comme continentaux et de 80 à 120 comme hypercontinentaux.
En 1905, Kerner a proposé un indice d’océanité. Cet indice représente le rapport entre la différence de température moyenne mensuelle de l’air entre octobre et avril et la différence entre les températures mensuelles moyennes des mois les plus chauds et les plus froids. Des valeurs faibles ou négatives indiquent une continentalité élevée, tandis que des valeurs d’indice élevées indiquent des conditions climatiques marines. L’indice d’océanité (KOI) selon Kerner a été évalué comme suit: où et (° C) sont la température mensuelle moyenne en octobre et avril, respectivement, et et (° C) sont les mêmes que dans l’équation (1). Cet indice est basé sur l’hypothèse qu’en raison de l’inertie thermique plus élevée de l’eau dans les climats marins, les sources sont plus froides que les automnes, alors que dans les climats continentaux, les sources ont tendance à présenter des températures plus élevées ou similaires à celles de l’automne. L’océanité du climat augmente avec les valeurs de l’indice. Les valeurs faibles ou négatives démontrent des conditions climatiques continentales, tandis que les grandes valeurs indiquent un climat marin. Afin de visualiser la distribution spatiale des KOI, les classes d’indice suivantes ont été utilisées dans cette recherche: inférieur ou égal à -10 = hypercontinental; de -9 à 0 = continental; de 1 à 10 = subcontinental; de 11 à 20 = océanique; et de 21 à 50 = hyperocéanique.
L’ICC et en particulier les CARPES KOÏ ne sont réalisables que dans des régions présentant des variations saisonnières distinctes de la température de l’air. Nous avons choisi d’analyser la continentalité et l’océanité au-dessus d’une latitude de 30° dans l’hémisphère Nord, où la saisonnalité des températures est élevée.
Les valeurs mensuelles moyennes de température de l’air pour la période 1950-2015 au-dessus des terres ont été dérivées de la base de données CRU TS4.00. La taille des cellules de la grille était de 0,5 × 0,5 °. CRU TS est un ensemble de données globales à haute résolution, couvrant toutes les masses terrestres comprises entre 60 ° S et 80 ° N. La priorité de l’ensemble de données CRU TS est son exhaustivité, n’ayant aucune donnée manquante sur le terrain. Une attention particulière est accordée au contrôle de la qualité des données. Cependant, l’ensemble de données n’est pas strictement homogène et des incertitudes plus importantes peuvent être relevées sur les régions avec un réseau clairsemé de stations météorologiques, en particulier les déserts et les montagnes. Néanmoins, malgré certaines limites, la base de données CRU TS est largement utilisée pour les enquêtes climatiques.
Les tendances à long terme de l’indice de continentalité/océanité au cours de la période 1950-2015 ont été calculées à l’aide du test de pente de Sen. La signification statistique des valeurs de tendance a été évaluée à l’aide du test de Mann–Kendall. Les changements avec des valeurs inférieures à 0,05 ont été considérés comme statistiquement significatifs. Les normales de l’indice de continentalité/océanité de 1981 à 2010 ont également été déterminées.
Nous avons également analysé l’impact de la circulation atmosphérique sur les indicateurs de température saisonniers et donc sur la variabilité de la continentalité climatique et de l’océanité. Les modèles de téléconnexion de l’hémisphère Nord (NHTPS) dérivés d’un champ de hauteur de 500 hPa sont les principaux modes de variabilité de la circulation atmosphérique à basse fréquence dans l’hémisphère Nord. Les données sont disponibles sur le site Web du Centre de prévision météorologique et climatique de la NOAA. Nous avons sélectionné huit des 10 NHTP disponibles car ils peuvent à eux seuls expliquer les deux tiers de la variabilité de la circulation atmosphérique à basse fréquence au sein des extratropiques NH, et ils sont actifs toute l’année et ont la même procédure de récupération (tableau 1).
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Un groupe de NHTP (NAO et EA) occupe une place prépondérante dans l’Atlantique Nord et en Europe. D’autres — SCA, POL et EA/WR – s’étendent sur les latitudes moyennes et hautes de l’Eurasie, et PNA, EP/ NP et WP représentent le Pacifique Nord et l’Amérique du Nord.
Les corrélations entre et les valeurs moyennes de NHTP de janvier à mars, et les valeurs de NHTP de juillet à septembre, et les valeurs de NHTP de mars à mai et et les valeurs de NHTP de septembre à novembre ont été analysées pour déterminer l’effet de la circulation atmosphérique sur la variation des températures de l’air de surface ainsi que sur les CCI et les KOI. La moyenne sur trois mois des indices de NHTP dans les corrélations a été utilisée afin d’éviter une inadéquation et avec le mois d’hiver le plus froid / l’été le plus chaud. La même procédure a ensuite été appliquée pour et afin d’unifier l’évaluation de l’impact de la circulation atmosphérique sur les CCI et les KOI.
Les indices NHTP sont disponibles à une échelle de temps mensuelle. Cependant, chaque valeur de l’indice représente la période de trois mois centrée sur un mois donné en raison de sa procédure de calcul.
3. Résultats et discussion
3.1. Norme climatique et déterminant
Au cours de la période normale standard climatologique (1981-2010), le climat hypercontinental (valeurs de CCI > 80) se trouvait dans le nord-est de la Sibérie, tandis que le climat hyperocéanique (valeurs de CCI < 20) était identifié le long de la côte pacifique de l’Amérique du Nord et dans les zones côtières du nord de l’océan Atlantique (Figure 1). La température de l’air de surface du mois le plus froid représentait le déterminant le plus important des valeurs de l’ICC dans presque toute la zone d’étude (figure 2). Cela peut s’expliquer par le fait que, sur une partie substantielle du territoire analysé, les fluctuations de température hivernales étaient plus importantes que leurs homologues estivales. Pendant ce temps, la température du mois le plus chaud n’a été le principal facteur d’ICC que dans la partie occidentale du bassin méditerranéen.
La haute continentalité (CCI) dans le centre-nord de l’Amérique du Nord et le Nord-est de l’Eurasie (Sibérie orientale) a été principalement influencée par les températures de l’air très basses au cours du mois le plus froid de l’année. Les Hautes températures sibériennes (SH) et Nord-américaines (NAH) favorisent des températures de surface extrêmement négatives pendant l’hiver dans la plus grande partie de l’Asie du Nord et les parties les plus septentrionales de l’Amérique du Nord. Ce sont des systèmes saisonniers à haute pression composés d’air froid et sec; cependant, SH est beaucoup plus persistant que NAH, et en raison de la topographie locale (vallées de montagne), il initie les plus grandes inversions de température sur la partie nord-est de la Sibérie. Les températures mensuelles les plus froides relativement élevées de la plus grande partie de l’Europe, du sud-est des États-Unis et de la côte pacifique de l’Amérique du Nord semblent être responsables des faibles valeurs de CCI.
L’océanité la plus forte (grands KOÏS) a été observée dans les zones côtières de l’océan Arctique, de l’Atlantique Nord, de la Méditerranée et de l’Extrême-Orient (Figure 1). Les KOI les plus bas ont été trouvés dans la partie intérieure de l’Eurasie (en particulier l’Asie centrale et le plateau tibétain), les Prairies canadiennes et le Yukon. Cette variation spatiale des carpes KOÏ peut s’expliquer en partie par les différences de température de surface de la mer (TMS) en octobre et en avril: la TMS d’octobre a toujours été supérieure à la TMS d’avril dans l’Arctique, l’Atlantique Nord, la Méditerranée, etc. de plus, de nombreuses zones côtières des hautes latitudes en avril sont couvertes de glace de mer, mais en octobre elles sont libres de glace.
La relation entre les KOI et la température moyenne des mois les plus chauds () et les plus froids () est faible (R2 < 0,15). Les températures d’avril et d’octobre ont toutes deux un effet plus important sur les variations des carpes KOÏS (Figure 3). Les fluctuations de la température de l’air en avril jouent un rôle prépondérant (en particulier dans les parties centrales des continents), tandis que les températures d’octobre sont plus importantes dans les zones côtières. La température de surface des terres en avril est généralement plus élevée qu’en octobre à la même latitude dans les régions intérieures tant qu’il n’y a pas de couverture neigeuse.
Les zones de faible KOÏ ne correspondent pas exactement à celles de CCI élevée ; en effet, les zones de faible KOÏ sont situées au sud et à l’ouest de leurs homologues de CCI élevée (Figure 1). L’activité cyclonique ainsi que la vitesse moyenne des vents au-dessus de l’Arctique, de l’Atlantique Nord et du Pacifique Nord sont plus élevées en octobre qu’en avril et représentent l’un des principaux moteurs du flux de chaleur vers les hautes latitudes, contribuant ainsi à la forte KOÏ dans les zones côtières de ces régions.
3.2. Tendances à long terme
Les températures mensuelles minimales et maximales annuelles de l’air et les températures en avril et en octobre ont augmenté dans la majorité de la zone d’étude au cours de la période 1950-2015 (figure 4). La température mensuelle minimale annuelle a augmenté de plus de 0.5 ° C / 10 ans en Russie occidentale, en Sibérie orientale et dans certaines parties de l’Asie centrale (Figure 4), tandis que la plus forte hausse de a été observée dans la partie nord-ouest de l’Amérique du Nord (plus de 1,0 ° C / 10 ans). La température mensuelle minimale annuelle n’a légèrement diminué que dans la partie nord-est de la Sibérie et dans la partie orientale de l’Amérique du Nord.
L’ampleur de la tendance de la température mensuelle maximale annuelle () était inférieure à celle de 1950-2015. Tendances supérieures à 0.25 ° C / 10 ans ont été observés dans la partie nord-est de la Sibérie, dans de grandes parties de l’Asie centrale et de l’Europe, et dans le nord de l’Amérique du Nord. Un taux d’augmentation plus élevé par rapport à la réduction de l’amplitude annuelle de la température et de l’ICC sur la majorité de l’Amérique du Nord, de l’Asie et de l’Europe de l’Est (figure 5). Dans le sud-ouest de l’Europe, l’ICC a augmenté dans les zones où a augmenté plus de. Dans la partie nord-est de la Sibérie et dans la partie orientale des États-Unis, l’augmentation de l’ICC était liée à une diminution de et à une augmentation de.
( a)
( d)
( a)
(b)
Certains modèles de téléconnexion ont également montré des tendances claires: la prévalence d’une certaine phase au cours des dernières décennies — EA (positif), EA / WR (négatif) et EP / NP (négatif) pour les mêmes raisons que pour NAO.
Une forte réduction de l’océanité dans la majeure partie de l’Europe et de la Mongolie en plus d’une augmentation dans la région de la mer Caspienne-Caucase ainsi que dans une grande partie de l’Amérique du Nord au cours des dernières décennies indique également la prévalence de certaines phases de schémas de circulation particuliers en avril et octobre: EA, EA / WR, SCA, POL et PNA. Cependant, des recherches récentes ont soutenu que les anomalies de chauffage au-dessus de l’Atlantique Nord-Ouest subtropical, ainsi que l’activité de la piste orageuse au-dessus de l’Atlantique Nord, sont capables de produire des modèles de vagues de type EA / WR bien organisés avec des anomalies généralisées associées des États-Unis continentaux à l’Asie centrale, avec l’impact le plus fort sur la mer Caspienne et les régions d’Europe occidentale.
Entre 1950 et 2015, en avril () et en octobre (), l’augmentation des températures mensuelles a été la plus forte dans les régions proches de l’océan Arctique (> 0,50 °C /10 ans) (Figure 4). Sous les latitudes plus basses, les températures d’avril et d’octobre ont augmenté, mais la configuration spatiale des tendances était très différente, en particulier en Asie et en Amérique du Nord. La tendance des températures d’avril a été la plus élevée en Sibérie orientale et dans la partie orientale de l’Asie centrale, tandis que les températures d’octobre ont augmenté de manière plus significative dans les parties nord et nord-est de la Sibérie et dans certaines régions d’Asie centrale. Des changements négatifs insignifiants ont été observés dans une grande partie de l’Amérique du Nord en octobre. Les différences dans les tendances des modèles spatiaux ont entraîné des changements statistiquement significatifs chez les carpes KOÏ dans la région de la mer Baltique et dans certaines parties de la Sibérie et de la Mongolie (figure 5). Le climat est devenu plus océanique dans la partie nord du Canada, dans les régions les plus éloignées de l’Extrême-Orient et de l’Afrique et dans de grandes parties de la région méditerranéenne.
3.3. Circulation atmosphérique
La circulation atmosphérique est un facteur important de la distribution spatiale et de la variation temporelle des paramètres de température sélectionnés: , ,, et. La corrélation entre les modèles de téléconnexion de l’hémisphère Nord et les paramètres de température analysés permet d’identifier les zones où la circulation atmosphérique a un effet significatif sur la variation temporelle des différences de température saisonnières et donc des CCI et des KOI (Figure 6). Les modèles de téléconnexion utilisés sont identifiés à l’aide d’une analyse en composantes principales pivotées et, en théorie, il ne devrait pas y avoir de multicollinéarité entre les différents modèles et leurs effets sur les indicateurs de température.
La circulation atmosphérique a eu l’effet le plus important sur la variation des latitudes entre 40° et 60° (Figure 6). NAO avait une corrélation positive statistiquement significative avec dans la plus grande partie des latitudes moyennes et hautes eurasiennes. Par conséquent, l’ICC a tendance à diminuer dans le nord de l’Eurasie pendant les hivers avec une phase d’OAN positive dominante et vice versa pendant une phase d’OAN négative (Figure 6). La NAO, ou son homologue hémisphérique de l’oscillation arctique (AO), a un impact significatif sur la forme et la force du Haut de Sibérie (SH) et donc sur les températures hivernales à la surface des terres. Les modèles PNA et WP ont un effet similaire dans la partie nord de l’Amérique du Nord. D’autres NHTP semblent n’avoir qu’un effet régional sur : EA en Europe, SCA dans la partie occidentale de l’Eurasie, POL dans certaines parties de la Sibérie et EP / NP dans l’Est de l’Arctique et de la Sibérie. Les phases positives de NAO (AO) et, dans une certaine mesure, d’EA impliquent des gradients de température plus importants de l’Équateur au pôle pendant la saison hivernale, ce qui est lié à des vents zonaux plus forts amenant des masses d’air maritime loin dans les parties intérieures des continents. En été, le NAO semble également jouer un rôle important dans la détermination de la distribution des anomalies de température de surface sur les continents de l’hémisphère Nord, en particulier sur l’Eurasie et l’Atlantique Nord.
Les corrélations entre les PSN et contribuent moins à l’ICC qu’elles ne le font (figure 2). En outre, presque tous les PSN sélectionnés ont un effet uniquement régional sur. Les plus importantes sont EA pour l’Europe et l’Extrême-Orient, POL pour l’Europe et la Sibérie méridionale, EA / WR pour l’Europe de l’Est et la région de l’Oural, et EP / NP principalement pour l’Amérique du Nord et certaines parties de l’Eurasie. Les modes de circulation les plus importants en hiver et les NAO et PNA en été ne semblent avoir des corrélations significatives que dans des surfaces terrestres très discrètes et locales de l’hémisphère Nord (Figure 6).
Pour les KOI, selon les corrélations entre les NHTPS et et, les modèles les plus importants semblent être SCA, EA/ WR, POL et EA pour les régions eurasiennes, PNA pour les régions nord-américaines, NAO pour le Groenland et le Nord-Est du Canada, et EP/ NP et WP pour l’Eurasie et l’Amérique du Nord (Figure 6). Le facteur le plus crucial influençant les KOI, en référence à sa formule, peut être des modèles qui ont un effet inverse sur la température en octobre et en avril dans les mêmes zones pendant leurs différentes phases. Ceci est particulièrement important dans les régions intérieures de l’Eurasie et de l’Amérique du Nord (régions basses de carpes KOÏ) ainsi que dans les zones côtières des hautes et moyennes latitudes (régions hautes de carpes KOÏ). Ces modèles de NHTP sont NAO et SCA pour la Sibérie et la région de l’Oural, EA/WR pour l’Europe de l’Est, le Caucase et la Turquie, EA pour l’Europe centrale et l’Est de la Chine, EP/ NP pour l’est de l’Amérique du Nord et WP pour le Nord-Est de la Sibérie et les Grandes Plaines (Figure 6).
La somme de huit coefficients de détermination décrivant la relation entre , ,, et et les indices de téléconnexion a été utilisée comme mesure de l’effet cumulatif de certains modèles de téléconnexion de l’hémisphère Nord sur ,,, et et, par conséquent, les valeurs CCI et KOI (figure 7). L’impact sur a une extension latitudinale comprise entre 40° N et 60° N en Eurasie et entre 50° N et 70° N en Amérique du Nord (Figure 7). Un tel effet spatial coïncide avec l’extension des Hautes terres sibériennes à l’ouest en Eurasie et de l’anticyclone arctique hivernal en Amérique du Nord. Ces zones semblent être sensibles aux signes d’une phase NAO ainsi qu’à une phase POL, EA et PNA. L’effet cumulatif sur est plutôt discret et dépend par conséquent des modèles NHTP représentant le train d’ondes de Rossby: EA, EA/WR, EP/NP, WP et POL. Étant donné que l’ICC est largement tributaire, l’OAN semble être le principal contributeur à sa variation temporelle en Eurasie et l’OAN et l’ANP en Amérique du Nord. Pour les KOÏS, l’effet cumulatif des NHTPS sur la température semble être fort dans l’Est du Canada et la partie nord-est de la Sibérie (et) et un peu plus faible en Sibérie occidentale, dans la région de l’Oural et dans le nord du Kazakhstan (seulement). Par conséquent, les principaux contributeurs à l’effet cumulatif ici sont EP / NP et WP, tandis que d’autres modèles de téléconnexion ne contribuent à l’effet cumulatif que pendant une saison particulière, par exemple, EA / WR en octobre et SCA en avril (figure 7).
Les modèles et oscillations de circulation atmosphérique à grande échelle affectent la continentalité (CCI) et l’océanité (KOI) de nombreuses régions de l’hémisphère Nord. Leur asymétrie par phases pendant certaines périodes peut affecter les tendances des CCI et des KOI. Par exemple, la NAO a montré la prédominance de sa phase positive dans les trois dernières décennies du XXe siècle, avec un pic au début des années 1990. Cela a coïncidé avec le changement d’ampleur et de position des centres d’action, en particulier pendant la saison froide de l’année: haut des Açores, Haut Sibérien, Haut Nord-Américain, Bas Islandais et Bas Aléoutien. Ceci est également confirmé par les tendances des CCI et des KOI (figure 5).
4. Conclusions
Cet article a étudié les variations de la continentalité et de l’océanité dans les latitudes moyennes et hautes de l’hémisphère Nord au cours de la période 1950-2015. L’Indice de continentalité de Conrad (ICC) et l’Indice d’océanité de Kerner (KOI) ont été utilisés à cette fin. Les impacts de la circulation atmosphérique sur la variabilité de ces indices ont également été analysés.
La configuration spatiale de la continentalité climatique et de l’océanité dépend de la distance à l’océan, de la topographie et de la circulation atmosphérique. La variation interannuelle des températures de l’air de surface du mois le plus froid () est supérieure aux variations de température pendant les mois d’été dans la majorité de la zone d’étude. Par conséquent, le facteur le plus important déterminant l’amplitude de l’amplitude annuelle de la température de l’air et les valeurs de CCI est. La température du mois le plus chaud () n’est le principal facteur d’ICC que dans la partie occidentale de l’Europe et de l’Afrique du Nord. La variation temporelle des différences entre les températures de l’air de surface d’avril () et d’octobre () est plus grande que la variation de l’amplitude annuelle de la température de l’air, et elle a un impact plus important sur la dynamique temporelle des KOI. Les carpes KOÏ dans les parties centrales des continents sont mieux corrélées aux températures de l’air en avril, tandis que dans les zones côtières, les carpes KOÏ sont étroitement liées aux fluctuations de température d’octobre.
Depuis 1950 dans de nombreuses régions de l’hémisphère Nord, des tendances positives et statistiquement significatives de ,,, et ont été enregistrées. La direction et l’ampleur de la tendance de l’ICC ont été déterminées par le ratio et les tendances. La continentalité climatique a diminué dans les zones où la différence entre les valeurs tendancielles et les valeurs tendancielles est positive, et vice versa. Par exemple, la réduction spectaculaire de la force des Hautes terres sibériennes, qui est responsable de conditions continentales extrêmes sur de plus grandes parties de la Sibérie et de l’Asie de l’Est, a été observée depuis les années 1980, et elle a été principalement influencée par les phases positives dominantes des modèles NAO / AO et EA. Pendant ce temps, les modèles spatiaux de tendance positive ont entraîné des changements significatifs chez les carpes KOÏ sur la majeure partie de l’Eurasie et de la partie nord de l’Amérique du Nord au cours de la période étudiée. Selon KOI, la continentalité climatique a augmenté dans la région de la mer Baltique et dans certaines parties de la Sibérie orientale, de la Mongolie et des Grandes Plaines, tandis que l’augmentation statistiquement significative de l’océanité a surtout été observée dans la partie nord du Canada. Selon l’ICC, la continentalité a diminué dans les parties occidentales du Canada et des États-Unis ainsi que dans certaines parties de l’Asie centrale et de l’Est. En résumé, nous pouvons souligner que les tendances statistiquement significatives de l’ICC sur de plus grandes zones montrent une continentalité réduite, tandis que les tendances statistiquement significatives des carpes KOÏ montrent une diminution de l’océanité de 1950 à 2015. Cela peut s’expliquer par le fait que, pendant la période d’étude, des augmentations de température plus importantes ont été notées en hiver et au printemps. Une diminution statistiquement significative de l’ICC dans les zones entourant l’Atlantique Nord et l’Est de l’Arctique et dans le sud-Est des États-Unis et une augmentation de l’ICC en Mongolie intérieure et en Méditerranée semblent être la conséquence du changement de position et d’ampleur des centres d’action, semi-permanents (par exemple, NAO) et saisonniers (par exemple, le Haut sibérien).
El Kenawy et coll. ont affirmé que les changements dans la variabilité spatiale de la continentalité sont étroitement couplés avec les modes de variabilité de l’Atlantique, en particulier avec le modèle de l’Atlantique Oriental (en Méditerranée, au Moyen-Orient et dans la partie nord de l’Afrique). Des résultats similaires concernant l’oscillation de l’Atlantique Nord ont également été détectés à un point antérieur du vaste domaine s’étendant de l’Est du Canada au Centre de l’Arctique en passant par l’Europe. Au contraire, la grande variabilité spatiale de la continentalité ainsi que les changements de ses gradients dans des zones spécifiques (p. ex., Groenland) pourrait être due non seulement à des schémas de circulation à grande échelle, mais aussi à des effets locaux.
Toutes les zones de CCI décroissante (croissante) (KOI) ne peuvent cependant pas s’expliquer par la prévalence de modèles de téléconnexion particuliers. Les latitudes supérieures de l’Amérique du Nord et les parties les plus au nord-est de la Sibérie ont probablement été affectées par le retrait de la glace de mer saisonnière (période de gel ultérieure) entraîné par une augmentation des températures de surface de la mer.
Il est très probable que la continentalité changera à l’avenir et que ses changements pourraient s’amplifier dans les décennies suivantes. Par conséquent, les projections climatiques sont importantes pour évaluer les changements potentiels de continentalité / océanité et pour évaluer l’impact associé sur les systèmes naturels et anthropiques.
Disponibilité des données
Conflits d’intérêts
Les auteurs déclarent qu’il n’y a pas de conflits d’intérêts concernant la publication de cet article.
Remerciements
Ce travail a été soutenu par l’Institut des Géosciences de l’Université de Vilnius.