Dans l'oeil du cyclone

Mystères de la terre

Qu'y a-t-il dans l’œil d'un cyclone ?

(source : le figaro) 

A quoi ressemble l'intérieur du cyclone Dean, et comment fonctionne-t-il ? 

Vidéo tournée en août 2005 dans l'oeil du cyclone Katrina,

par un avion chasseur de cyclone de la NOAA américaine.  

 Un cyclone, ou hurricane, ouragan, typhon, est une forte dépression tropicale qui naît au-dessus de la mer lorsque celle-ci affiche des températures de surface supérieures à 26 °C sur plusieurs dizaines de mètres de profondeur. La faible pression et l'évaporation vont conduire à la formation de gigantesques nuages à forte ascendance verticale. Le jeu des hautes et basses pressions, anticyclone et dépression, va mettre en mouvement cet amas nuageux qui mesure de 500 à 1 200 kilomètres.

La rotation de la Terre crée la force de Coriolis qui fait que les masses nuageuses vont se mettre à tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Nord, et dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Sud. La force de Coriolis va également influer sur la trajectoire de la tempête : si elle voyage d'est en ouest, elle sera ainsi progressivement décalée vers le nord.  

Ce mouvement tournant crée au centre de l'amas une zone appelée oeil, large de 40 kilomètres en moyenne (de 20 à 100 kilomètres). Il a la forme d'un entonnoir, plus large en haut qu'en bas, entouré d'une muraille nuageuse qui monte jusqu'à 14 à 18 kilomètres de hauteur. À l'intérieur de l'oeil, le vent est faible et le ciel peu nuageux. C'est dans le mur de nuages qui l'entoure que règnent les conditions les plus infernales du cyclone, vents violents et précipitations diluviennes.  

Les cyclones tropicaux très intenses ont des vents supérieurs à 210 km/h avec des rafales supérieures à 330 km/h. La vitesse record du vent mesurée au sol a été de 370 km/h. Alors que la pression atmosphérique « normale » est de 1 013 hectopascals (hPa), les plus basses pressions relevées dans l'oeil de cyclones ont été parfois en deçà de 900 hPa. Le record est détenu par le typhon Tip, dans le nord-ouest de l'océan Pacifique, dont la pression centrale mesurée le 12 octobre 1979 était de 870 hPa, créant des vents maximums soutenus de 305 km/h.

90 cyclones par an sur la planète  Pour les cyclones de l'Atlantique, c'est l'ouragan Gilbert qui détient le record de pression la plus basse mesurée avec ses 888 hPa le 13 septembre 1988, vingt-quatre heures après avoir dévasté la Jamaïque. Ses vents soutenus ont été estimés à 295 km/h.

Gilbert détient également un autre record de l'hémisphère Nord, puisque sa pression atmosphérique a chuté de 72 hectopascals en vingt-quatre heures. Le record mondial est détenu par le supertyphon Forrest dans le nord-ouest du Pacifique qui a vu sa pression passer de 976 à 876 hPa (creusement de 100 hectopascals) en à peine vingt-quatre heures en septembre 1983. Les vents sont ainsi passés de 120 km/h à 285 km/h.  

Des chercheurs de l'université de Washington, à Seattle, ont récemment élucidé un phénomène clé pour comprendre comment évoluait l'intensité d'un cyclone. En étudiant les images radar du cyclone Rita, ils ont pu mettre en évidence le cycle de renouvellement du mur entourant l'oeil. Un mur extérieur se forme progressivement, tandis que le mur intérieur s'affaiblit. Les vents vont ainsi diminuer temporairement avant de se renforcer à nouveau quand le mur extérieur se met en place à la place du mur intérieur. Les chercheurs ont pu développer un modèle permettant des simulations informatiques des changements d'intensité des cyclones.

Un outil qui devrait permettre de mieux prévoir leur devenir.  Il y a en moyenne 90 cyclones par an sur la planète. Leur nombre est globalement stable depuis quelque trente-cinq ans. Mais des changements sont apparus dans leur intensité. Ainsi, le nombre et la proportion de gros et très gros ouragans (catégories 4 et 5) ont presque doublé depuis 1970 dans le Pacifique nord, le Pacifique sud-ouest et l'océan Indien.

En revanche, en Atlantique nord, le nombre de cyclones a nettement augmenté depuis 1995. Par exemple, en 2004, la Floride a essuyé sa pire saison depuis 118 ans avec quinze ouragans dont six majeurs (force de 3 à 5).

Et en 2005, trois cyclones de force 5 (Katrina, Rita et le plus puissant Wilma) ont touché le golfe du Mexique en quelques semaines.  Nombre de climatologues voient là une conséquence du réchauffement climatique planétaire. La température de l'eau dans les zones tropicales des cinq bassins océaniques où se forment les cyclones a augmenté en moyenne de 0,5 °C entre 1970 et 2004.

La naissance des cyclones étant largement tributaire de la température de l'eau, il n'est pas illogique de penser que le réchauffement aura une influence sur les cyclones. Nul doute qu'il faudra continuer, plus que jamais, à les avoir à l'oeil. 

DESCRIPTION D'UN CYCLONE

Un cyclone est une perturbation atmosphérique sous l'aspect d’une grosse masse nuageuse en bandes spirales, associé à une dépression très creuse avec des vents tourbillonnant de plus 120 km/h. Dans l’hémisphère sud, les vents tournent dans le sens des aiguilles d’une montre autour du cyclone. Et dans l’hémisphère nord ils tournent dans le sens inverse. Le sens de la rotation des vents autour de la dépression est dû à la rotation de la Terre nommé la force de CORIOLIS.

Un cyclone est composé d'un "oeil" d'un diamètre en moyenne de 20 à 50 kilomètre, mais qui peut atteindre 200 kilomètre suivant le cyclone. Plus on se rapproche de l'oeil plus la température augmente (10°C de plus que l’air environnant en haute altitude et de 0 à 2°C en surface), plus la pression est basse, plus les précipitations sont importantes et plus les vents deviennent violents, en allant jusqu'à 250 km/h pour les cyclones les plus puissants, alors que quand on est dans l'oeil les vents sont très faibles.

Les cyclones tropicaux ont un diamètre, en général de quelques centaines de kilomètres mais ils peuvent atteindre, 1000 voir même 1500 km et leurs structures nuageuses peuvent atteindre 20 km hauteur.

L'air chaud et humide s'élève à haute altitude en tournant autour de l’œil du cyclone.

Puis l'air sec descend dans l’œil immobile.   

TYPES ET CONDITIONS DE FORMATION DES CYCLONES

il y a plusieurs types et principaux mécanismes de formations des cyclones :

LES CYCLONES TROPICAUX

Les cyclones tropicaux se forment sur l'eau chaude des mers tropicales et puisent leur énergie dans la chaleur latente de condensation de l'eau.

Pour que les conditions soit favorables à la formation d'un cyclone tropical il faut qu'une dépression passe au-dessus de l'océan a plus de 26°C sur au moins 60 mètres de profondeur à une distance supérieure à 550 km de l'équateur. C'est en effet à partir de 5° de latitude que la force de Coriolis peut agir sur le déclenchement du mouvement tourbillonnaire initial comme elle est nulle à l'équateur. Cette force qui est engendrée par la rotation terrestre, cause une déviation du vent vers l'est dans l'hémisphère nord. Cela permet à l’air chaud et humide de s'élever jusqu'à 9 000 m. Alors la pression atmosphérique baisse. Avec la force Coriolis l’air chaud et humide se met à tourbillonner. La vapeur d'eau forme des nuages. Plus l'écart de température de l'air entre basse et haute altitude est important, plus l'air est instable, créant de violents orages. L'air froid redescend en spirale en se réchauffent et remonte de nouveau.

Dès qu'un cyclone tropical entre en terre ou dans des eaux froides les vents s'affaiblissent comme il n'est plus alimenté par la vapeur des eaux chaudes.

Une dépression passe au-dessus d'une zone d'eau à plus de 26°C. L'ascension d'air humide et chaud se conjugue avec des vents de basses altitudes. La pression baisse à la surface de la mer et augmente au niveau des nuages les plus élevés, vers la tropopause, sommet de la troposphère. L'air froid redescend en se réchauffant et s'enroulent en spirale autour de la dépression formant au centre l’œil du cyclone tropical. Alors un cyclone se crée.   

LES CYCLONES EXTRA-TROPICAUX

 Les cyclones extra-tropicaux (tempêtes d'hiver) prennent naissance dans les latitudes moyennes et puisent leur énergie dans les zones de fortes différences de températures entre les tropiques et les pôles. La majorité de leur puissance est dû au processus barocline. Leur champ de température et d’humidité est asymétrique.

EPSILON, VINCE, DELTA de 2005 sont des cyclones dits extra-tropicaux vu la saison et donc comme la température de l'océan était inférieur à 26°C. 

Différences entre les cyclones extra-tropicaux et les cyclones tropicaux

  LES CYCLONES SUBTROPICAUX

Les cyclone sub-tropicaux sont des cyclones qui présentent à la fois les caractéristiques des cyclones tropicaux et extra tropicaux. Comme caractéristiques des cyclones tropicaux ils peuvent avoir un cœur chaud. Mais certain ont un cœur froid. Le vent violent dans les cyclones subtropicaux est plus large et éloigné du noyau. Ces cyclones peuvent avoir un rayon de 420.km de diamètre maximum.

Parfois ces systèmes subtropicaux se transforment en tempêtes ou cyclones tropicaux comme ce fût le cas avec l'ouragan Florence en novembre 1994 dans l'Atlantique. Ils se forment aux latitudes subtropicales soit au delà des tropiques, jusqu'à une latitude de 50°.

LES CYCLONES POLAIRES

Les cyclones polaires, sont des systèmes dépressionnaires de 1.000 à 2.000.km qui prennent naissance dans les hautes latitudes, les zones où le contrastes thermiques est importants comme à la bordure de la zone des glaces avec la mer ouverte alors que de l'air très froid passe en altitude. Ils se forment là où l’eau est pas trop froide et sans glace dans les Mers nordiques : la Mer de Labrador, le Golfe d'Alaska et la Mer de Japon. Mais ils sont aussi commun sur les eaux polaires Antarctique environnant. Plus de cyclones polaires se forment dans l'hémisphère Nord que dans l'hémisphère Sud. En gros 15 cyclones polaires par hiver se produisent dans l'Arctique eurasien, au Groenland et dans la zone Arctique canadienne. Tout comme les cyclones tropicaux ils tournent dans le sens contraire des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Nord. Les cyclones polaires peuvent donner des conditions de blizzards très localisées.

Cyclone polaire au large de l'Islande

LIEUX ET DIRECTIONS DES CYCLONES

Les cyclones peuvent se déplacer sur des milliers de kilomètres à une vitesse moyenne de 20 à 25 km/h. Cette vitesse est assez faible dans la phase de genèse, mais elle augmente progressivement qu'ils s'éloignent des eaux tropicales et se dirige vers le nord (pour l'hémisphère nord). alors leur déplacement peut être plus rapide (700 à 1000 km par jour ).

Cette carte montre les zones où les ouragans frappes le plus souvent et leurs directions. Comme on peut le voir c'est tout le long des tropiques (vers 10° de latitude) qu'ils se développent comme l'eau y est assez chaude.

Cliquez ici pour voir le tracé des cyclones en activités actuellement

Dans le nord de l'océan indien c'est de Janvier à Mars qu'ils se développent. Dans l'Atlantique du Nord et le Pacifique du Nord, c'est entre Juin et Septembre que les cyclones tropicaux se forment. Dans le Pacifique du Sud et le sud de l'océan indien c'est de mai à juin et d'octobre à décembre qu'ils se forment.

Par contre dans l'Atlantique du Sud il y a logiquement pas de cyclones tropicaux qui se forment comme l'eau n'est pas assez chaude, puis à cause de la présence permanente d'un fort cisaillement vertical du vent dans la troposphère et la zone de convergence intertropicale ne passe jamais l'équateur.

Mais le 28/03/2004 un cyclone tropical a été observé pour la première fois dans l'Atlantique du Sud et a touché les côtes du Sud-Est du Brésil avec des vents jusqu'à 150 km/h et d'une moyenne de 120 km/h. Ce cyclone sous le nom de Catarina est née sous un stade extratropical puis est passé au stade hybride (air chaud au centre en basses couches, air froid en altitude) et est devenu un cyclone tropical à coeur chaud (air chaud au centre à tous niveaux) où il y a échanges d'énergie entre océan-atmosphère.

 (source : la.climatologie)

  

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