Indian Ocean Sea Surface Temperature and El Niño-Southern Oscillation: A New Perspective

International audienceHere we show that the 1976-1977 climate regime shift was accompanied by aremarkable change in the lead-lag relationships between Indian Ocean Sea SurfaceTemperature (SST) and El Niño evolution. After the 1976-1977 regime shift, acorrelation analysis suggests that southern Indian Ocean SSTs observed during lateboreal winter are a key precursor in predicting El Niño evolution as the traditionaloceanic heat content anomalies in the equatorial Pacific or zonal wind anomalies overthe equatorial western Pacific. The possible physical mechanisms underlying this highlysignificant statistical relationship are discussed. After the 1976-1977 regime shift,southern Indian Ocean SST anomalies produced by Mascarene High pulses duringboreal winter trigger coupled air-sea processes in the tropical eastern Indian Oceanduring the following seasons. This produces a persistent remote forcing on the Pacificclimate system, promoting wind anomalies over the western equatorial Pacific andmodulating the regional Hadley cell in the southwest Pacific. These modulations, inturn, excite Rossby waves, which produce quasi-stationary circulation anomalies in theextratropical South Pacific, responsible for the development of the southern branch ofthe “horseshoe” El Niño pattern.The change of the background SST state that occured in the late 1970s over the IndianOcean may also explain why ENSO evolution is different before and after the 1976-1977 regime shift. These results shed some light on the possible influence of globalwarming or decadal fluctuations on El Niño evolution through changes inteleconnection patterns between the Indian and Pacific Oceans

Revisiting the possible links between the Quasi-Biennial Oscillation and the Indian summer monsoon using NCEP R-2 and CMAP fields

International audienceIn the past the stratospheric Quasi-Biennial Oscillation (QBO) has sometimes been proposed toexplain the tendency for the Indian Summer Monsoon (ISM) to alternate between strong andweak years. In this study, NCEP Reanalysis-2 and CMAP fields are statistically analyzed toassess the relationship between equatorial zonal winds in the stratosphere and ISM. In a firststep, it is shown that zonal winds at 15hPa during the preceding winter (January-February) arethe best stratospheric predictor of the summer rainfall over the Indian subcontinent as a whole.This relationship mainly holds for August and September, or the late ISM. Surprisingly, theQBO pattern is not significantly associated with the rainfall variability during June-July or theearly ISM. CMAP and NCEP R-2 fields corroborate these findings and show that westerlyQBO years are associated with a deepening of the monsoon trough over the Gangetic plainsand decreased convective activity in the eastern equatorial Indian region. However, furtherstatistical analysis shows that the QBO-ISM link is complex since a westerly QBO phase at 15hPa in boreal winter leads to a weaker monsoon surface circulation with, in particular, aweakening of the Somali Jet at the beginning of the monsoon, but a much stronger circulationin September. At that time, the Tibetan High is reinforced, the tropical easterly jet at 200 hPa isstronger over India and the local reversed Hadley circulation is also strengthened north of theequator. The mechanisms by which the QBO may affect ISM have been explored through inparticular correlations between stratospheric winds and tropopause temperature and pressurefields. Our results provide support for an out of phase behavior of convective activity betweenthe Indian sub-continent and the equatorial Indian Ocean induced by the QBO phase, especiallyduring the late ISM. During a westerly QBO phase, convective activity is, in September,enhanced over India, which brings higher precipitation, compared to the east phase. This work also suggests that the winter QBO at 15 hPa could have some skill in foreshadowing the late ISM

Sea surface temperature associations with the late Indian summer monsoon

International audienceThis paper uses recent gridded and historical data in order to assess the relationships betweeninterannual variability of the Indian Summer Monsoon (ISM) and Sea Surface Temperature (SST)anomaly patterns over the Indian and Pacific oceans.Interannual variability of ISM rainfall and dynamical indices for the traditional summer monsoonseason (June-September) are strongly influenced by rainfall and circulation anomalies observedduring August and September, or the Late Indian Summer Monsoon (LISM). Anomalous monsoonsare linked to well-defined LISM rainfall and large-scale circulation anomalies. The east-westWalker and local Hadley circulations fluctuate during the LISM of anomalous ISM years. LISMcirculation is weakened and shifted eastward during weak ISM years. Therefore, we focus on thepredictability of the LISM in this study.Strong (weak) (L)ISMs are preceded by significant positive (negative) SST anomalies in thesoutheastern subtropical Indian Ocean, off Australia, during boreal winter. These SST anomaliesare mainly linked to south Indian Ocean dipole events, recently studied by Behera and Yamagata(2001), and to the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) phenomenon. These SST anomalies arehighly persistent and affect the northwestward translation of the Mascarene high from austral toboreal summer. The southeastward (northwestward) shift of this subtropical high associated withcold (warm) SST anomalies off Australia causes a weakening (strengthening) of the wholemonsoon circulation through a modulation of the local Hadley cell during the LISM. Furthermore, itis suggested that the Mascarene high interacts with the underlying SST anomalies through apositive dynamical feedback mechanism, maintaining its anomalous position during the LISM.Our results also explain why a strong ISM is preceded by a transition in boreal spring from an ElNiño to a La Niña state in the Pacific and vice versa. An El Niño event and the associated warmSST anomalies over the southeastern Indian Ocean during boreal winter may play a key role in thedevelopment of a strong ISM by strengthening the local Hadley circulation during the LISM. On theother hand, a developing La Niña event in boreal spring and summer may also enhance the eastwestWalker circulation and the monsoon as demonstrated in many previous studies

The Curious Case of Indian Ocean Warming

Supplemental information related to this paper is available at the Journals Online website: http://dx.doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00471.s1International audienceRecent studies have pointed out an increased warming over the IndianOcean warmpool (the central-eastern Indian Ocean characterized by sea surface temperatures greater than 28.08C) during the past half-century, although the reasons behind this monotonous warming are still debated. The results here reveal a larger picture—namely, that the western tropical Indian Ocean has been warming for more than a century, at a rate faster than any other region of the tropical oceans, and turns out to be the largest contributor to the overall trend in the global mean sea surface temperature (SST). During 1901–2012, while the Indian Ocean warm pool went through an increase of 0.78C, the western Indian Ocean experienced anomalous warming of 1.28C in summer SSTs. The warming of the generally cool western Indian Ocean against the rest of the tropical warmpool region alters the zonal SST gradients, and has the potential to change the Asian monsoon circulation and rainfall, as well as alter the marine food webs in this biologically productive region. The current study using observations and global coupled ocean–atmosphere model simulations gives compelling evidence that, besides direct contribution from greenhouse warming, the long-term warming trend over the western Indian Ocean during summer is highly dependent on the asymmetry in the El Niño–Southern Oscillation (ENSO) teleconnection, and the positive SST skewness associated with ENSO during recent decades

African monsoon teleconnections with tropical SSTs: validation and evolution in a set of IPCC4 simulations

A set of 12 state-of-the-art coupled oceanatmosphere general circulation models (OAGCMs) is explored to assess their ability to simulate the main teleconnections between the West African monsoon (WAM) and the tropical sea surface temperatures (SSTs) at the interannual to multi-decadal time scales. Such teleconnections are indeed responsible for the main modes of precipitation variability observed over West Africa and represent an interesting benchmark for the models that have contributed to the fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC4). The evaluation is based on a maximum covariance analysis (MCA) applied on tropical SSTs and WAM rainfall. To distinguish between interannual and multi-decadal variability, all datasets are partitioned into low-frequency (LF) and high-frequency (HF) components prior to analysis. First applied to HF observations, the MCA reveals two major teleconnections. The first mode highlights the strong influence of the El Niño Southern Oscillation (ENSO). The second mode reveals a relationship between the SST in the Gulf of Guinea and the northward migration of the monsoon rainbelt over the West African continent. When applied to HF outputs of the twentieth century IPCC4 simulations, the MCA provides heterogeneous results. Most simulations show a single dominant Pacific teleconnection, which is, however, of the wrong sign for half of the models. Only one model shows a significant second mode, emphasizing the OAGCMs’ difficulty in simulating the response of the African rainbelt to Atlantic SST anomalies that are not synchronous with Pacific anomalies. The LF modulation of these HF teleconnections is then explored through running correlations between expansion coefficients (ECs) for SSTs and precipitation. The observed time series indicate that both Pacific and Atlantic teleconnections get stronger during the twentieth century. The IPCC4 simulations of the twentieth and twenty-first centuries do not show any significant change in the pattern of the teleconnections, but the dominant ENSO teleconnection also exhibits a significant strengthening, thereby suggesting that the observed trend could be partly a response to the anthropogenic forcing. Finally, the MCA is also applied to the LF data. The first observed mode reveals a well-known inter-hemispheric SST pattern that is strongly related to the multi-decadal variability of the WAM rainfall dominated by the severe drying trend from the 1950s to the 1980s. Whereas recent studies suggest that this drying could be partly caused by anthropogenic forcings, only 5 among the 12 IPCC4 models capture some features of this LF coupled mode. This result suggests the need for a more detailed validation of the WAM variability, including a dynamical interpretation of the SST–rainfall relationships

High resolution simulation of the South Asian monsoon using a variable resolution global climate model

International audienceThis study examines the feasibility of using a variable resolution global general circulation model (GCM), with telescopic zooming and enhanced resolution (~35 km) over South Asia, to better understand regional aspects of the South Asian monsoon rainfall distribution and the interactions between monsoon circulation and precipitation. For this purpose, two sets of ten member realizations are produced with and without zooming using the LMDZ (Laboratoire Meteorologie Dynamique and Z stands for zoom) GCM. The simulations without zoom correspond to a uniform 1° × 1° grid with the same total number of grid points as in the zoom version. So the grid of the zoomed simulations is finer inside the region of interest but coarser outside. The use of these finer and coarser resolution ensemble members allows us to examine the impact of resolution on the overall quality of the simulated regional monsoon fields. It is found that the monsoon simulation with high-resolution zooming greatly improves the representation of the southwesterly monsoon flow and the heavy precipitation along the narrow orography of the Western Ghats, the northeastern mountain slopes and northern Bay of Bengal (BOB). A realistic Monsoon Trough (MT) is also noticed in the zoomed simulation, together with remarkable improvements in representing the associated precipitation and circulation features, as well as the large-scale organization of meso-scale convective systems over the MT region. Additionally, a more reasonable simulation of the monsoon synoptic disturbances (lows and disturbances) along the MT is noted in the high-resolution zoomed simulation. On the other hand, the no-zoom version has limitations in capturing the depressions and their movement, so that the MT zone is relatively dry in this case. Overall, the results from this work demonstrate the usefulness of the high-resolution variable resolution LMDZ model in realistically capturing the interactions among the monsoon large-scale dynamics, the synoptic systems and the meso-scale convective systems, which are essential elements of the South Asian monsoon system

Rôle de lʼocéan Indien dans le système couplé mousson-El Niño Oscillation Australe

De nombreuses études empiriques et numériques suggèrent qu’au delà de la limite théorique de la prévisibilité atmosphérique qui est de l’ordre d’une dizaine de jours, il existe une prévisibilité résiduelle à plus longue échéance liée aux composantes lentes du système climatique (surfaces océanique et continentale par exemple). En effet, ces composantes lentes peuvent exercer un effet persistant sur l’atmosphère et ainsi induire des anomalies climatiques à l’échelle saisonnière (Charney et Shukla, 1981). Cette prévisibilité à longue échéance semble particulièrement importante sous les tropiques, notamment du fait de l’influence majeure exercée par le phénomène El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Ainsi, il est raisonnable d’espérer prévoir une partie de la variabilité climatique aux échelles saisonnière à interannuelle, à l’aide de modèles dynamiques ou statistiques, au moins dans certaines régions tropicales.Mes travaux de recherche sur le climat s’inscrivent dans ce contexte et portent essentiellement sur la variabilité (saisonnière, interannuelle, décennale et à basse fréquence) et la prévisibilité du climat dans les zones tropicales des régions indo-pacifiques, et plus particulièrement sur le rôle de l’océan Indien dans cette variabilité.On peut distinguer deux périodes dans ces travaux. La première allant de 1987 à 1994 (avec une interruption en 1991-1992), pendant laquelle mes efforts se sont concentrés sur des analyses diagnostiques des données observées, et la seconde plus récente au cours de laquelle j’ai développé de multiples collaborations et synergies avec les modélisateurs du climat (IPSL, Météo-france, CERFACS, etc. ). Ces collaborations m’ont permis d’utiliser une approche très efficace pour l’étude du climat tropical en combinant analyse d’observations, simulations forcées/couplées et tests de perturbation pour vérifier l’importance de certains processus et mécanismes suggérés par les études diagnostiques.Au cours de cette dernière période, j’ai, en particulier, tenté d’aboutir à une vision physiquement cohérente des relations entre la mousson indienne d’été, l’ENSO et les phénomènes dipôles « tropical » (Saji et al., 1999) et « subtropical » (Behera et Yamagata, 2001) de l’océan Indien. Les résultats obtenus à partir des observations et de simulations numériques ont par exemple permis de souligner l’importance de l’océan Indien Sud pour la prévisibilité saisonnière de la mousson indienne (Terray et al., 2003, 2005b, 2006), de l’ENSO (Terray et al., 2005b, Terray et Dominiak, 2005; Dominiak et Terray, 2005) et du dipôle tropical de l'océan Indien (Terray et al., 2005b, 2006; Fischer et al., 2005). Il s'agit ni plus ni moins d'une remise en question complète du rôle de l’océan Indien dans la variabilité interannuelle du système climatique tropical puisque, historiquement, l’océan Indien a souvent été considéré comme “l’esclave” de son voisin, l’océan Pacifique, et que son rôle dans la variabilité de la mousson indienne a fait l’objet de multiples controverses et n’a pu être clairement établi (Shukla, 1987). Ces travaux ont ainsi modestement contribué au regain d’intérêt autour de l’océan Indien dans les communautés scientifiques française et internationale.Parallèlement à ces investigations portant sur l’interface océan-atmosphère, j’ai aussi tenté de mieux comprendre les relations existantes entre l’oscillation troposphérique bisannuelle (TBO) et l’Oscillation Quasi-Bisannuelle (QBO) des vents stratosphériques équatoriaux. Il s’agit d’un thème très controversé dans la littérature sur le climat, mais la QBO a souvent été invoquée pour expliquer l’origine des signaux bisannuels dans la troposphère (Terray, 1998). Des résultats originaux ont aussi été obtenus sur ce problème qui n’est pas étranger à la prévisibilité de la mousson indienne (Claud et Terray, 2006).Un autre volet important de mes activités passées porte sur l’adaptation et la conception de méthodes statistiques appropriées à l’étude des données climatiques et des simulations issues des modèles de climat. Un premier résultat de ces travaux est la mise au point de techniques robustes particulièrement bien adaptées aux grands fichiers de données issues de l’observation climatique (problèmes des données manquantes et/ou partiellement observées, de la détection automatique des hétérogénéités et des valeurs aberrantes dans les fichiers d’observations, etc. ) et la conception de tests statistiques performants basés sur des techniques de reéchantillonnage pour tester la significativité des résultats de diverses analyses statistiques (corrélation, régression, analyse composite, comparaison de deux simulations, etc. ). La présentation de ces techniques statistiques a fait l’objet d’annexes dans certaines publications (Terray, 1994, 1995; Terray et al., 2003), mais aussi de publications à part entière (Terray, 1999, 2002, 2003a, 2003b) et de présentations dédiées dans des symposiums internationaux (voir l’annexe F « liste des publications et conférences» de ce document). De nombreux résultats scientifiques évoqués dans ce document ont été obtenus grâce à l’emploi de ces techniques d’analyse qui facilitent grandement la détection et l’analyse exploratoire des signaux climatiques.Enfin, l’analyse des simulations numériques du climat est une tâche très lourde et peu d’outils ont été développés dans la communauté climat française pour faciliter ce travail; l’essentiel des efforts portant sur l’amélioration des modèles de climat. Partant de ce constat, une partie importante de mon activité antérieure a aussi été consacrée au développement d’outils statistiques facilitant l’analyse des grands fichiers de données issus des observations ou des simulations numériques du climat. Ces efforts ont conduit à la création des logiciels STATPACK et NCSTAT dont l’utilisation se répand dans la communauté climat française. Ces efforts sont brièvement synthétisés dans l’annexe B « développement logiciel » de ce document.Ces travaux ont été effectués dans différents laboratoires, tous renommés pour leur qualité scientifique (Laboratoire de Météorologie Dynamique du CNRS [équipe de Daniel Cadet], Institut de Geoscience de l'Université de Tsukuba [Japon, équipe de Tetsuzo Yasunari] et finalement le LOCEAN/IPSL [équipe ECUME de Pascale Delecluse, puis DYCOS de Gurvan Madec et VARTROP de Serge Janicot]. Ces recherches s’insèrent aussi dans des projets nationaux et internationaux reconnus (voir l’annexe D), notamment le projet VIMA (Variabilité Interannuelle de la Mousson Asiatique) financé et soutenu par le Programme National d’Etude Du Climat (PNEDC) sur la période 2002-2006. Ce projet, dont j’ai été l’instigateur et le responsable scientifique, a regroupé des chercheurs du LOCEAN/IPSL, du CNRM/Météo-France, du CERFACS et du LMD/IPSL. Ce projet a été l’un des outils fondamentaux pour les travaux que j’ai menés pendant la période récente par la dynamique qui s’est initiée entre les différents participants au projet VIMA, aussi bien du point de vue de la science (plusieurs publications communes) que du partage des outils d’analyse du climat (logiciels STATPACK et NCSTAT présentés dans l’annexe B « développement logiciel »).Mes recherches actuelles sur le climat s’orientent vers la variabilité décennale et à long terme du climat tropical et, en particulier, du rôle de l’océan Indien dans cette variabilité (Joly et al., 2006). Ces travaux s’inscrivent aussi dans le cadre de programmes nationaux et internationaux reconnus, notamment dans le projet français ESCRIME (Etude des Scénarios Climatiques Réalisés à l’Ipsl et à MEtéo-france) et le 4ème rapport d’évaluation du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat) qui est en cours de finalisation.Etant maître de conférences depuis Septembre 1995, une large part de mes activités antérieures a aussi été consacrée à l’enseignement, la formation et l’encadrement d’étudiants de tous niveaux (1er, 2ème et 3ème cycles). Toutes ces activités sont brièvement présentées dans l’annexe C de ce document. Cette activité de formation m’a permis de favoriser l’insertion de nombreux étudiants dans les différents laboratoires français s’intéressant au climat. Je souhaite prolonger cette activité de formation et ces efforts à l’avenir, malgré la difficulté de cette tâche.Le plan et le contenu de ce document reflète ce parcours d’enseignant-chercheur. Il se compose de trois chapitres scientifiques et d’un chapitre de conclusions portant sur les activités que je propose de développer à l’avenir.Les thèmes scientifiques abordés portent sur le cycle annuel de la mousson indienne (Chapitre I), la variabilité subsaisonnière à multidécennale de la mousson (Chapitre II) et, enfin, le rôle de l’océan Indien dans la variabilité du système climatique des régions indo-pacifiques à l’échelle interannuelle (Chapitre III). Dans chacun de ces chapitres, j’ai tenté d’une part de donner une description élémentaire des phénomènes étudiés, à des fins didactiques, d’autre part de réaliser une synthèse aussi complète que possible sur les thèmes abordés et, enfin, d’illustrer l’intérêt d’une approche combinant intimement l’étude des observations à la simulation numérique (couplée) du climat. Une attention toute particulière sera portée à l’analyse critique des performances des modèles couplés actuels (français et étrangers) sur ces trois thématiques et à l’importance des interactions d’échelles (temporelles) pour mieux comprendre les variations climatiques. Toutes les figures présentées dans ce document sans mention d’origine sont le fruit de mes recherches en cours ou de celles de mes étudiants (en particulier S. Dominiak).Mes activités en matière de développement logiciel, d’enseignement, d’encadrement, de coordination scientifique, la liste complète de mes publications et présentations scientifiques et, enfin, une liste des principaux acronymes utilisés sont rassemblées dans une série d’annexes.Enfin, je tiens à remercier publiquement Daniel Cadet, Tetsuzo Yasunari et Pascale Delecluse sans qui les travaux présentés dans ce document n’auraient jamais vu le jour

Application of Weighted Empirical Orthogonal Function Analysis to ship's datasets

International audienceMarine ship observations over the vast oceanic regions are crucial to studies of climate variability on timescales from the seasonal to multidecadal. However, any climatic analysis of this historical record is hampered by two difficult problems, namely:- The systematic instrumental errors which contaminate the ship observations. For example, it is well-known that most of the ship-reports before 1940 contain a large majority of uninsulated bucket Sea Surface Temperature (SST) measurements which are biased low, while the data after the 1940s are mostly injection or insulated bucket SST measurements which are biased high (Bottomley et al., 1990).- The irregular space-time sampling of the ship-reports. For example, Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set (COADS) summaries provide meteorological variables in the form of monthly means for 2° ´ 2° latitude-by-longitude cells (Woodruff et al., 1987). In such datasets, the number of observations used to compute a particular monthly mean reflects the number of ships that cross the box that month. Thus, for a particular month, one cell’s mean may be computed from hundreds of observations, while others may be based on only a few, and there may be many cells with missing means due to the poor spatial and temporal coverage outside the main shipping lanes.The latter problem attends almost all climate studies from seasonal to multidecadal timescales, but is particularly relevant to the interannual to multidecadal. The classical solution to cope with this problem is to use some kind of objective analysis. This technique spatially smoothes the oceanic fields by filling the data-void areas with reasonable values which are a linear combination of climatology and anomalies observed in the neighborhood of each grid’s cell. The drawbacks of this solution are: First, the need for a very good climatology which has to be constructed before the analysis. Second, the oceanic fields derived from objective analysis are generally over-smoothed with the undesirable consequence of a degradation in the spatial resolution of the data.The main objective of this paper is to present a new multivariate statistical method to deal with this last problem. The method may be termed weighted Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis or weighted Singular Value Decomposition (SVD) analysis and is a generalization of the traditional EOF analysis, or more precisely, of truncated SVD analysis

Rôle de lʼocéan Indien dans le système couplé mousson-El Niño Oscillation Australe

De nombreuses études empiriques et numériques suggèrent qu’au delà de la limite théorique de la prévisibilité atmosphérique qui est de l’ordre d’une dizaine de jours, il existe une prévisibilité résiduelle à plus longue échéance liée aux composantes lentes du système climatique (surfaces océanique et continentale par exemple). En effet, ces composantes lentes peuvent exercer un effet persistant sur l’atmosphère et ainsi induire des anomalies climatiques à l’échelle saisonnière (Charney et Shukla, 1981). Cette prévisibilité à longue échéance semble particulièrement importante sous les tropiques, notamment du fait de l’influence majeure exercée par le phénomène El Niño-Southern Oscillation (ENSO). Ainsi, il est raisonnable d’espérer prévoir une partie de la variabilité climatique aux échelles saisonnière à interannuelle, à l’aide de modèles dynamiques ou statistiques, au moins dans certaines régions tropicales.Mes travaux de recherche sur le climat s’inscrivent dans ce contexte et portent essentiellement sur la variabilité (saisonnière, interannuelle, décennale et à basse fréquence) et la prévisibilité du climat dans les zones tropicales des régions indo-pacifiques, et plus particulièrement sur le rôle de l’océan Indien dans cette variabilité.On peut distinguer deux périodes dans ces travaux. La première allant de 1987 à 1994 (avec une interruption en 1991-1992), pendant laquelle mes efforts se sont concentrés sur des analyses diagnostiques des données observées, et la seconde plus récente au cours de laquelle j’ai développé de multiples collaborations et synergies avec les modélisateurs du climat (IPSL, Météo-france, CERFACS, etc. ). Ces collaborations m’ont permis d’utiliser une approche très efficace pour l’étude du climat tropical en combinant analyse d’observations, simulations forcées/couplées et tests de perturbation pour vérifier l’importance de certains processus et mécanismes suggérés par les études diagnostiques.Au cours de cette dernière période, j’ai, en particulier, tenté d’aboutir à une vision physiquement cohérente des relations entre la mousson indienne d’été, l’ENSO et les phénomènes dipôles « tropical » (Saji et al., 1999) et « subtropical » (Behera et Yamagata, 2001) de l’océan Indien. Les résultats obtenus à partir des observations et de simulations numériques ont par exemple permis de souligner l’importance de l’océan Indien Sud pour la prévisibilité saisonnière de la mousson indienne (Terray et al., 2003, 2005b, 2006), de l’ENSO (Terray et al., 2005b, Terray et Dominiak, 2005; Dominiak et Terray, 2005) et du dipôle tropical de l'océan Indien (Terray et al., 2005b, 2006; Fischer et al., 2005). Il s'agit ni plus ni moins d'une remise en question complète du rôle de l’océan Indien dans la variabilité interannuelle du système climatique tropical puisque, historiquement, l’océan Indien a souvent été considéré comme “l’esclave” de son voisin, l’océan Pacifique, et que son rôle dans la variabilité de la mousson indienne a fait l’objet de multiples controverses et n’a pu être clairement établi (Shukla, 1987). Ces travaux ont ainsi modestement contribué au regain d’intérêt autour de l’océan Indien dans les communautés scientifiques française et internationale.Parallèlement à ces investigations portant sur l’interface océan-atmosphère, j’ai aussi tenté de mieux comprendre les relations existantes entre l’oscillation troposphérique bisannuelle (TBO) et l’Oscillation Quasi-Bisannuelle (QBO) des vents stratosphériques équatoriaux. Il s’agit d’un thème très controversé dans la littérature sur le climat, mais la QBO a souvent été invoquée pour expliquer l’origine des signaux bisannuels dans la troposphère (Terray, 1998). Des résultats originaux ont aussi été obtenus sur ce problème qui n’est pas étranger à la prévisibilité de la mousson indienne (Claud et Terray, 2006).Un autre volet important de mes activités passées porte sur l’adaptation et la conception de méthodes statistiques appropriées à l’étude des données climatiques et des simulations issues des modèles de climat. Un premier résultat de ces travaux est la mise au point de techniques robustes particulièrement bien adaptées aux grands fichiers de données issues de l’observation climatique (problèmes des données manquantes et/ou partiellement observées, de la détection automatique des hétérogénéités et des valeurs aberrantes dans les fichiers d’observations, etc. ) et la conception de tests statistiques performants basés sur des techniques de reéchantillonnage pour tester la significativité des résultats de diverses analyses statistiques (corrélation, régression, analyse composite, comparaison de deux simulations, etc. ). La présentation de ces techniques statistiques a fait l’objet d’annexes dans certaines publications (Terray, 1994, 1995; Terray et al., 2003), mais aussi de publications à part entière (Terray, 1999, 2002, 2003a, 2003b) et de présentations dédiées dans des symposiums internationaux (voir l’annexe F « liste des publications et conférences» de ce document). De nombreux résultats scientifiques évoqués dans ce document ont été obtenus grâce à l’emploi de ces techniques d’analyse qui facilitent grandement la détection et l’analyse exploratoire des signaux climatiques.Enfin, l’analyse des simulations numériques du climat est une tâche très lourde et peu d’outils ont été développés dans la communauté climat française pour faciliter ce travail; l’essentiel des efforts portant sur l’amélioration des modèles de climat. Partant de ce constat, une partie importante de mon activité antérieure a aussi été consacrée au développement d’outils statistiques facilitant l’analyse des grands fichiers de données issus des observations ou des simulations numériques du climat. Ces efforts ont conduit à la création des logiciels STATPACK et NCSTAT dont l’utilisation se répand dans la communauté climat française. Ces efforts sont brièvement synthétisés dans l’annexe B « développement logiciel » de ce document.Ces travaux ont été effectués dans différents laboratoires, tous renommés pour leur qualité scientifique (Laboratoire de Météorologie Dynamique du CNRS [équipe de Daniel Cadet], Institut de Geoscience de l'Université de Tsukuba [Japon, équipe de Tetsuzo Yasunari] et finalement le LOCEAN/IPSL [équipe ECUME de Pascale Delecluse, puis DYCOS de Gurvan Madec et VARTROP de Serge Janicot]. Ces recherches s’insèrent aussi dans des projets nationaux et internationaux reconnus (voir l’annexe D), notamment le projet VIMA (Variabilité Interannuelle de la Mousson Asiatique) financé et soutenu par le Programme National d’Etude Du Climat (PNEDC) sur la période 2002-2006. Ce projet, dont j’ai été l’instigateur et le responsable scientifique, a regroupé des chercheurs du LOCEAN/IPSL, du CNRM/Météo-France, du CERFACS et du LMD/IPSL. Ce projet a été l’un des outils fondamentaux pour les travaux que j’ai menés pendant la période récente par la dynamique qui s’est initiée entre les différents participants au projet VIMA, aussi bien du point de vue de la science (plusieurs publications communes) que du partage des outils d’analyse du climat (logiciels STATPACK et NCSTAT présentés dans l’annexe B « développement logiciel »).Mes recherches actuelles sur le climat s’orientent vers la variabilité décennale et à long terme du climat tropical et, en particulier, du rôle de l’océan Indien dans cette variabilité (Joly et al., 2006). Ces travaux s’inscrivent aussi dans le cadre de programmes nationaux et internationaux reconnus, notamment dans le projet français ESCRIME (Etude des Scénarios Climatiques Réalisés à l’Ipsl et à MEtéo-france) et le 4ème rapport d’évaluation du GIEC (Groupe Intergouvernemental d’experts sur l’Evolution du Climat) qui est en cours de finalisation.Etant maître de conférences depuis Septembre 1995, une large part de mes activités antérieures a aussi été consacrée à l’enseignement, la formation et l’encadrement d’étudiants de tous niveaux (1er, 2ème et 3ème cycles). Toutes ces activités sont brièvement présentées dans l’annexe C de ce document. Cette activité de formation m’a permis de favoriser l’insertion de nombreux étudiants dans les différents laboratoires français s’intéressant au climat. Je souhaite prolonger cette activité de formation et ces efforts à l’avenir, malgré la difficulté de cette tâche.Le plan et le contenu de ce document reflète ce parcours d’enseignant-chercheur. Il se compose de trois chapitres scientifiques et d’un chapitre de conclusions portant sur les activités que je propose de développer à l’avenir.Les thèmes scientifiques abordés portent sur le cycle annuel de la mousson indienne (Chapitre I), la variabilité subsaisonnière à multidécennale de la mousson (Chapitre II) et, enfin, le rôle de l’océan Indien dans la variabilité du système climatique des régions indo-pacifiques à l’échelle interannuelle (Chapitre III). Dans chacun de ces chapitres, j’ai tenté d’une part de donner une description élémentaire des phénomènes étudiés, à des fins didactiques, d’autre part de réaliser une synthèse aussi complète que possible sur les thèmes abordés et, enfin, d’illustrer l’intérêt d’une approche combinant intimement l’étude des observations à la simulation numérique (couplée) du climat. Une attention toute particulière sera portée à l’analyse critique des performances des modèles couplés actuels (français et étrangers) sur ces trois thématiques et à l’importance des interactions d’échelles (temporelles) pour mieux comprendre les variations climatiques. Toutes les figures présentées dans ce document sans mention d’origine sont le fruit de mes recherches en cours ou de celles de mes étudiants (en particulier S. Dominiak).Mes activités en matière de développement logiciel, d’enseignement, d’encadrement, de coordination scientifique, la liste complète de mes publications et présentations scientifiques et, enfin, une liste des principaux acronymes utilisés sont rassemblées dans une série d’annexes.Enfin, je tiens à remercier publiquement Daniel Cadet, Tetsuzo Yasunari et Pascale Delecluse sans qui les travaux présentés dans ce document n’auraient jamais vu le jour