Chile Niño/Niña processes across a hierarchy of models

Processus associés aux évènements du mode climatique "Chile Niño/Niña" à travers une hiérarchie de modèles couplés océan-atmosphère La région d'upwelling de frontière Est du Pacifique Sud-Est (SEP) est l'une des zones océaniques les plus productives sur le plan biologique à l'échelle mondiale, ce qui lui confère une grande importance pour la sécurité alimentaire et les activités socio-économiques. Ces dernières années, les vagues de chaleur marine ont attiré l'attention de la communauté scientifique en raison de leurs effets délétères, qui devraient être exacerbés par le changement climatique, un problème auquel le SEP est particulièrement vulnérable. Récemment, de nouveaux modes climatiques couplés air-mer ont été identifiés dans tous les principaux systèmes d'upwelling côtière et ont été baptisés Niños côtiers. Au large du Chili central, un tel mode, appelé Chile Niño/Niña, se produit et détermine une part substantielle de la variabilité locale de la température de surface de la mer. Améliorer notre capacité à prévoir de tels événements est un défi important qui a des implications sociétales claires pour les pays proches de la côte ouest de l'Amérique du Sud. Dans cette thèse, nous avons étudié les mécanismes sous-jacents de Chile Niño/Niña et ses changements prévus dans le cadre du changement climatique. Pour ce faire, nous avons utilisé des observations, des produits de réanalyse et un ensemble de modèles d'une grande complexité, allant de modèles conceptuels simples et de modèles basés sur des données, à des modèles climatiques complets. Un modèle régional couplé de complexité intermédiaire a également été développé. Nous constatons que l'oscillation du Pacifique Sud (SPO) et El Niño-Oscillation australe (ENSO) sont des précurseurs de Chile Niño/Niña, tandis que le mode méridien du Pacifique Sud (SPMM) y est étroitement lié. En outre, nous montrons que la variabilité quasi-annuelle de Chile Niño/Niña peut être interprétée comme résultant d'un processus de tonalité combinée entre ENSO et le cycle annuel, tandis que sa variabilité décennale découle en partie du rougissement océanique du bruit atmosphérique lié à la variabilité décennale du Pacifique tropical. Ensuite, en utilisant un ensemble de 62 modèles, nous démontrons que les modèles CMIP5 et 6 sont capables de simuler les principales caractéristiques spatio-temporelles de Chile Niño/Niña. Les modèles ont également tendance à simuler trop de Chile Niñas, ce qui se traduit par une asymétrie plus faible que dans les observations. Nous avons également étudié les changements des propriétés de Chile Niño/Niña dans le cadre du changement climatique en nous basant sur un ensemble de 36 modèles CMIP5/6. Nous constatons une augmentation modeste de sa variabilité, qui est due à une augmentation de l'amplitude plutôt qu'à une augmentation du nombre d'événements. Ces changements résultent d'une interaction entre des processus locaux et lointains, y compris une augmentation (diminution) de la variabilité ENSO (SPO) et des changements dans les processus locaux avec des effets opposés. Ensuite, en réalisant une série d'expériences avec un modèle atmosphérique régional couplé à une configuration océanique en dalle, nous constatons que les événements Chile Niño/Niña peuvent se produire en l'absence de dynamique océanique et peuvent résulter d'une dynamique purement interne. Les bilans thermiques de la couche de mélange révèlent que, si le rayonnement d'ondes courtes est un processus clé pour induire le développement de Chile Niño/Niña, il existe une diversité dans l'équilibre entre les processus de flux de chaleur et que le changement de la profondeur de la couche de mélange n'est pas nécessaire au développement de l'événement. Certains événements ont également besoin de la dynamique des océans pour atteindre une amplitude réaliste. Nous démontrons également son lien étroit avec le SPMM, ce qui suggère qu'il pourrait faire partie d'un mécanisme reliant la variabilité tropicale et celle des moyennes et hautes latitudes à des échelles de temps interannuelles à décennales.