Cordillières et El Nino s'associent pour freiner la Terre

Publié le par MrStrange49

Deux géophysiciens de l'Institut de physique du globe de (Paris) et du Jet Propulsion Laboratory (Californie, USA) ont analysé les causes de l'impact de El Nino sur la variation de la rotation de la Terre et la longueur du jour. L'El Nino, classique, qui frappe régulièrement l'est du Pacifique ralentit plus la Terre que celui qui affecte à d'autres périodes le centre du Pacifique. La raison en est la localisation de l'anomalie de pression du El-Nino classique proches des chaînes de montagnes le long du continent américain. Cette étude a été publiée dans la revue Geophysical Research Letters.

Cordillières et El Nino s'associent pour freiner la Terre

La rotation de la Terre n'est pas constante au cours du temps. Par exemple, la durée du jour varie de quelques dixièmes de milliseconde à quelques millisecondes, pour des périodes allant de quelques jours à quelques dizaines d'années.

Sur la période des observations spatiales, depuis les années 70, deux causes principales expliquent ces fluctuations : l'interaction entre le manteau et le noyau, et l'interaction entre l'atmosphère et la Terre solide. D'autres effets - océan, hydrologie continentale - peuvent être mis en évidence, mais n'ont en moyenne qu'un effet marginal.

L'effet atmopshérique

L'effet atmosphérique est principalement associé à deux phénomènes majeurs du système climatique : le cycle des saisons et l'oscillation australe, plus connue sous le nom de El-Nino*. L'effet des épisodes majeurs El-Nino est si important (quelques dixièmes de milliseconde) qu'il a été mis en évidence presque dès que l'on a disposé de mesure précise de la rotation de la Terre.

Depuis quelques années, les climatologues ont distingué deux types d'évènements El-Nino, l'un associé avec une anomalie de température sur la côte est de l'Océan Pacifique, et qui correspond au El-Nino "classique", l'autre associé à une anomalie de température au centre du Pacifique, en général d'amplitude moindre. Le but de cette étude est de voir si les deux types de El-Nino ont un impact similaire sur la rotation de la Terre, et d'expliquer les éventuelles différences.

Une affaire de moment cinétique

Lorsqu'on étudie la rotation d'un corps, et en particulier de la Terre, on s'intéresse au bilan de moment cinétique du système. Le moment cinétique est une quantité physique hautement non-intuitive, qui correspond à quelque chose comme la quantité de mouvement de rotation disponible, cette quantité étant constante pour un système isolé. L'exemple classique est celui du patineur qui accélère quand il rapproche ses bras de son corps : les bras, plus proche du corps, mobilisent moins de mouvement de rotation, donc la rotation doit être accélérée pour garder cette quantité constante.

Ce principe appliqué à la rotation du système Terre-atmosphère signifie que la Terre voit sa rotation ralentir lorsque l'atmosphère accélère la sienne, et inversement. C'est en fait une simple application du principe d'action et réaction : si la Terre est ralentie, c'est parce que l'atmosphère a accéléré, et réciproquement. Tout cela implique, bien entendu, que le système Terre-atmosphère puisse être considéré comme isolé, ce qui est acceptable aux fréquences considérées.

En calculant le moment cinétique de l'atmosphère en période de El-Nino, pour les deux types de El-Nino, les auteurs constatent que l'anomalie associée aux El-Nino classiques est environ deux fois plus importante que pour les El-Nino dont l'anomalie est centrée sur le Pacifique.

Pour expliquer cette différence, on doit analyser les forces d'interaction entre Terre solide et atmosphère. Il y en a essentiellement deux qui sont pertinentes pour les variations de durée du jour : la poussée de la pression atmosphérique sur les chaînes de montagne (lorsque la pression n'est pas la même sur le versant est et le versant ouest) et la friction du vent en surface. On sait depuis longtemps que l'effet du El Nino classique est dû à une forte anomalie de pression sur le bord est du Pacifique, lié à la présence de l'anomalie de température. Au El-Nino est associé une grosse dépression sur les versants ouest des Rocheuses et des Andes, et il y a alors une force nette qui pousse ces chaînes de montagne vers l'Ouest, ralentissant la Terre.

Pour les El-Nino dont l'anomalie de température est plutôt centrée sur le Pacifique, l'anomalie de pression est également centrée, ne laissant qu'une très faible dépression près des montagnes. L'effet sur la rotation de la Terre est donc beaucoup plus faible, ce qui explique les observations.

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Publié dans Science