Relations entre le niveau du géopotentiel 500 hpa de l'hémisphère nord et les précipitations du bassin méditerranéen (1950-2000)

Relationships between the North hemisphere 500hPa geopotential height and the rainfall in the Mediterranean Basin (1950-2000)

UFR de Géographie et Aménagement. EA 4019 TVES, Université Lille 1, Av. Paul Langevin., 59655 Villeneuve d’Ascq Cedex

^* Tél: +33.3.20.33.70.55; Fax: +33.3.20.33.60.74 Caroline.Norrant@univ-lille1.fr

Résumé

Nous nous proposons d’analyser les relations qui existent entre les principaux indices de circulation atmosphérique de l’hémisphère nord et les précipitations régionales méditerranéennes qui montrent une tendance significative au cours de la seconde moitié du 20^ème siècle. Pour cela, nous avons utilisé les séries mensuelles issues d’ACPR (Analyses en Composantes Principales avec Rotation) de 61 stations du bassin méditerranéen entre 1950 et 2000. Nous avons corrélé aux principaux indices atmosphériques de l’hémisphère nord les séries de scores de pluie montrant une diminution significative (Ibérie méditerranéenne en octobre, Grèce en janvier et hiver, Moyen-Orient en hiver et Ibérie atlantique en mars). Etant donné que les ondes de Rossby qui atteignent la Russie (et concernent avant de l’atteindre la région méditerranéenne) se propagent sur une période de 45 jours depuis une stimulation dans le Pacifique, ces corrélations ont été faites en simultané entre précipitations et indices atmosphériques, puis selon un décalage de un mois et deux mois d’intervalle. Cette période laisserait ainsi aux ondes le temps de se propager d’une région à l’autre, tout en tenant compte d’autres régions d’où elles pourraient être originaires. Les seuls résultats significatifs à deux mois de décalage apparaissent pour les précipitations de l’Ibérie atlantique en mars et du golfe de Gênes en avril, suggérant une influence des modes pacifiques, en particulier de la PNA (Pacific / North Atlantic Oscillation) reliée à l’ENSO (El Niño Southern Oscillation). Lorsque nous corrélons les précipitations régionales méditerranéennes avec les principaux indices de téléconnexions hémisphériques, ceux-ci n’expliquent qu’une faible part de la variance totale (autour de 25%). La configuration Est Atlantique est un indice majeur associé aux principales séries de précipitations régionales sauf à celles de l’Ibérie atlantique en mars.

Abstract

At the 500hPa geopotential height, atmospheric circulation mechanisms, related to the annular mode, and associated with rainfall significant trends in the Mediterreanean Basin at monthly and seasonal timescales has been identified. Our analysis has focused on the search for teleconnections between the Mediterranean rainfall and the hemispheric 500hPa geopotential height north to 20°N. So we simultaneously analysed the regional total rainfall and the 500hPa geopotential height from an hemispheric window during the months and seasons showing a significant rainfall decreasing: the Mediterranean Iberia during October, the Greece during January and winter, the Near East during winter and the Atlantic Iberia during March. According to the hypothesis of the existence of the annular mode as a major pattern of the low frequency circulation variability in the northern hemisphere, hemispheric teleconnections between the rainfall and the 500hPa geopotential height have been looked for during the months concerned with a rainfall significant trend. Then we have correlated the total rainfall RPCA score series with the 500hPa geopotential height RPCA score series during these months. The rainfall explained variances are not very high (between 25 and 35% excepted in Greece and Near East during winter with about 50%). Two groups of 500hPa geopotential height patterns are found in the hemispheric window, the first over the Atlantic and Europe, near the Mediterranean (East Atlantic / West Russia, East Atlantic, North Atlantic Oscillation and Mediterranean), the second over West and East Pacific, sustaining the annular mode theory. This correlation with the Pacific modes would tend to suppose that the situation over the Pacific would command the flow waves location over the Atlantic. According to the Rossby waves propagation from Pacific to Russia in 45 days (Corti et al., 1999; Wallace, 2000; Ambaum et al., 2001; Benedict et al., 2004; Quadrelli and Wallace, 2004), hemispheric teleconnections with the rainfall have been searched for with a difference of one then two months; this period would let time to the Rossby waves to propagate from a region to the other. The only significant results with a two months step concern the March rainfall in the Atlantic Iberia, suggesting a Pacific modes influence, particularly the PNA (Pacific / North America) in relation with the ENSO (El Niño Southern Oscillation). But other regional teleconnections with a two months step seem to be statistical artifacts. When correlating the regional rainfall with the major hemispheric teleconnection indices (North Atlantic Oscillation, East Atlantic, East Atlantic Jet, East Atlantic / West Russia, Scandinavia, West Pacific, East Pacific, North Pacific, PNA and Arctic Oscillation) the same results as the RPCA ones are obtained. They only explain a low rainfall variance (about 25%). The East Atlantic pattern is a major index associated with the rainfall series excepted the Atlantic Iberia rainfall during March.