Theoretical investigation of the Atlantic multidecadal oscillation
Florian Sevellec and Thierry Huck
soumis à Journal of Physical Oceanography, 7May2014

Etude théorique de l'oscillation multidécennale Atlantique.

Une analyse de stabilité linéaire dans un modèle de circulation générale océanique en configuration globale réaliste a mis en évidence un mode de variabilité multidécennale dans l'Atlantique Nord, légèrement amorti.
Un modèle simplifié à 2 niveaux verticaux a permis de rationaliser sa période (24 ans) et son amortissement (40 ans).
Ce modèle est étendu ici à 3 niveaux verticaux pour comprendre comment le mode peut extraire de l'energie de la circulation moyenne et amener à des oscillations multidécennales, telles qu'elles se développent dans différents modèles océaniques et couplés.
Une analyse de stabilité linéaire de ce modèle à 3 niveaux montre que le taux de croissance positif du mode oscillant dépend de la pente des isopycnes (en moyenne zonale). 
Ce mode correspond à la propagation vers l'ouest d'anomalies de densité dans la pycnocline.
Le mode le plus instable est celui de plus grande échelle, au moins dans le cas de faibles pentes des isopycnes.
On peut décomposer ce mode en deux phases : une première où la circulation méridienne de retournement (AMOC) s'intensifie, suivie d'un réchauffement global de l'Atlantique Nord; ces 2 phases sont suivies par leurs phases opposées : un ralentissement de l'AMOC, suivi d'un refroidissement de l'Atlantique Nord, pour clore un cycle complet d'oscillation.
Un critère est proposé pour tester dans des données océaniques ou des modèles numériques si cette oscillation multidécennale est un mode de variabilité purement océanique (interne) ou forcé par l'atmosphère (externe).
En accord avec les théories classiques de l'instabilité barocline, ce critère dépend de la structure verticale du mode dans la pycnocline: Si le signal dans la pynocline supérieure est en avance sur celui plus profond, le mode est instable et résulte d'une instabilité interne à l'océan.
Ce mode océanique instable pourrait expliquer la variabilité climatique mutidécennale observée dans l'Atlantique Nord.