En raison de l'orientation verticale opposée par rapport au plan de rotation de la Terre à travers l'équateur de l'hémisphère sud à l'hémisphère nord, l'équateur sert de guide d'ondes qui abrite toutes sortes d'ondes atmosphériques se propageant dans le sens ouest-est, appelées « ondes équatoriales ». Les ondes équatoriales sont générées à partir de champs de chauffage diabatiques spatialement non uniformes, y compris les dégagements de chaleur latente des orages convectifs. Ces ondes équatoriales à leur tour initient et organisent de nouvelles convections au fur et à mesure qu'elles se propagent hors de leurs lieux de genèse, déclenchant un nouvel ensemble d'ondes équatoriales se propageant à la fois vers l'est et vers l'ouest le long de l'équateur. Par conséquent, les ondes équatoriales jouent un rôle important dans l'organisation des perturbations de la circulation à grande échelle et la régulation des schémas de chauffage diabatique à grande échelle sous les tropiques.

Sur des échelles de temps intrasaisonnières ou plus, les ondes équatoriales jouent un rôle essentiel dans plusieurs oscillations à basse fréquence importantes qui ont des conséquences de grande envergure pour le temps et le climat mondiaux de la Terre, y compris l'oscillation de Madden-Julian dans la troposphère tropicale, Oscillation quasi-biennale dans la stratosphère équatoriale, et El Niño-oscillation australe sur le bassin du Pacifique équatorial.

« La précision des prévisions à grande échelle repose donc sur la représentation fidèle de ces ondes équatoriales dans les modèles numériques, " explique le Dr Ming Cai de la Florida State University, l'auteur correspondant d'une étude récemment publiée dans Avancées des sciences de l'atmosphère . "Pour cette raison, les ondes équatoriales ont été la cible de la recherche atmosphérique pendant de nombreuses décennies. »

L'article présente une méthode d'identification des vagues équatoriales individuelles dans les champs de vent et de hauteur géopotentielle à l'aide de structures de vagues horizontales dérivées de la théorie classique des vagues équatoriales. Cette approche, l'expansion en ondes équatoriales des écoulements instantanés (EWEIF), décompose les champs d'écoulement instantanés en ses ondes équatoriales constitutives.

Selon le Dr Cory Barton, le premier auteur de l'étude, l'avantage d'utiliser EWEIF par rapport à une technique d'analyse spectrale traditionnelle est sa principale force; à savoir, que la décomposition ne nécessite qu'un seul cliché de l'état atmosphérique sans recourir à un filtrage temporel ou spatial a priori. L'application de l'analyse EWEIF aux champs d'écoulement à différents moments peut être utilisée pour obtenir les caractéristiques d'évolution temporelle et spatiale des ondes équatoriales, y compris leurs initiations, propagation, et des oscillations d'amplitude, ainsi que leurs interactions avec les convections tropicales et le flux de fond en constante évolution.

« En plus de valider les théories actuelles de la variabilité du temps et du climat, EWEIF nous permet d'aborder plusieurs questions pertinentes concernant la configuration et la force du spectre des ondes, l'évolution des vagues de la genèse au déferlement, et leurs interactions avec le flux de fond, " conclut le Dr Barton. " Répondre à ces questions a le potentiel de faire progresser non seulement notre compréhension des tropiques, mais aussi notre compétence prédictive pour l'atmosphère globale."

L'étude est publiée dans Avancées des sciences de l'atmosphère .