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Encyclopédie cyclonique
Tout ce que vous avez toujours voulu savoir sur les cyclones, ouragans, typhons, tempêtes et dépressions tropicales

La structure d'un système cyclonique

Le cyclone est partie intégrante de la circulation générale atmosphérique

Pour se développer, il a besoin d'énergie et il trouve celle-ci au sein des océans tropicaux. Il constitue en quelque sorte une soupape de libération d'un surplus d'énergie
Cette chaleur empruntée à l'océan est ensuite évacuée vers les régions déficitaires des latitudes moyennes et élevées,
contribuant ainsi à préserver l'indispensable équilibre énergétique de l'ensemble Terre/Atmosphère

La structure générale d'un cyclone, ouragan ou typhon
est caractérisée par une énorme masse nuageuse pouvant s'étendre sur un rayon de 500 à 1000 km,
organisée en bandes spiralées convergant en un anneau central
compact et étroit

La vitesse de déplacement d'un système tropical est en moyenne comprise entre 10 à 35 km/h, cependant certains peuvent avoir une vitesse moindre et
même rester stationnaire quelque temps

 


Le cyclone est un vaste tourbillon d'air chaud et humide
de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre
dont la hauteur peut dépasser 15 kilomètres

cepedant un système tropical peut avoir différentes tailles

Partant du centre vers l'extérieur
du phénomène on rencontre successivement :

- l'œil, d'un diamètre de 30 à 60 km en moyenne, au sein duquel le vent est faible,
le ciel plus ou moins dégagé, la pression très basse et
la température relativement élevée

- le mur de l'oeil, zone nuageuse annulaire partant du voisinage du sol jusqu'au sommet du tourbillon et constituée de nuages très épais donnant des
précipitations parfois orageuses et des rafales de vent extrêmement violentes
On y rencontre les vents les plus forts
C'est la zone la plus destructrice

- les bandes spiralées qui sont des lignes de grains s'enroulant en spirales
autour du centre
On y rencontre toute sorte de nuages dont les cumulonimbus orageux
générateurs de trombes dévastatrices



Dans un cyclone,
les vent tournent autour du centre (œil) dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'Hémisphère Sud et dans le sens contraire dans l'Hémisphère Nord

Ils atteignent des vitesses considérables augmentant à mesure que l'on s'approche du centre et par rapport à la trajectoire du phénomène,
les vents sont toujours plus forts dans la moitié gauche (HS) ou droite (HN) du système
Cette différence résulte du fait que d'un côté la vitesse du déplacement s'ajoute à la vitesse propre du vent, alors que dans l'autre moitié elle se retranche


Un écoulement divergent
: dans les niveaux supérieurs d'un cyclone tropical les vents s'éloignent du centre de rotation et manifeste une rotation anticyclonique
alors que les vents de surface sont fortement cycloniques et convergent vers le centre


Les différents éléments du cyclone

En partant du centre vers l'extérieur du phénomène, on rencontre successivement :

L'oeil :

Le vent y est faible, la mer énorme, la pression atmosphérique la plus basse et les températures chaudes en altitude
En effet la température de l'oeil peut être plus élévée que l'air ambiant de 10°C ou plus à une altitude de 12 km et seulement de 2°C à la surface
Le dégagement de chaleur latente dans les niveaux supérieurs du cyclone élève la température intérieure du cyclone
Pour cette raison on dit des cyclones tropicaux qu'ils sont des tempêtes "à noyau chaud"
Toutefois ce "noyau chaud" n'est présent qu'en altitude, la zone touchée par le cyclone à la surface est habituellement plus froide de quelques degrés par rapport à la normale
en raison des nuages et des précipitation
En général il a un diamètre de 30 à 60 km (peut cependant varier de 8 à 200 km) et est composé d'air qui plonge lentement alors que le mur de l'oeil a un écoulement
vers le haut (mouvement ascendant)
Ainsi on constate que plus l'on se rapproche de l'oeil plus la pression baisse, plus la température augmente, plus les vents deviennent violents par contre dans l'oeil les vents sont
très faibles, la pression y est plus basse et la température y est la plus chaude

Dans les systèmes tropicaux n'ayant pas atteint le stade de cyclone (64 kt or 33 m/s),
l'œil n'est pas visible ou il n'est que partiel car la subsidence n'est pas assez forte pour dissiper les nuages
On observe alors un couverture nuageuse centrale (CDO en anglais)
Une fois que le stade cyclone est atteint un œil apparaît en son centre et peut être observé à la fois sur les canaux visibles et infra rouges des images satellitaires

Le mur de l'oeil :

Cette zone très dangereuse peut s'étendre sur un rayon de 150 km et se carectérise par des nuages à forte extension verticale (les cumulonimbus)
dont les sommets atteignent 12 à 15km d'altitude

Il est constitué principalement de cumulonimbus très développés souvent organisés en bandes spirales resserrées ou en anneaux
Les mouvements verticaux de l'air y sont particulièrement rapides et responsables d'une turbulence extrêmement forte
Les précipitations atteignent leur intensité maximale et peuvent alors dépasser plusieurs dizaines de litres par heure et par mètre carré
Le mur de l'oeil a un écoulement vers le haut

Dans les cyclones les plus intenses on observe un cycle de remplacement du mur de l'oeil en vertu duquel des murs concentriques se forment et remplace le mur de l'oeil
Le déroulement d'un cycle :
- le mur de l'œil se contracte sous la pression du vortex
- un ou plusieurs murs externes, plus ou moins concentriques, se forment à partir des bandes orageuses du cyclone car ils ont un accès plus direct à l'humidité et à la chaleur
- le mur externe s'intensifie
- entre le mur externe et le mur interne se développent des courants d'air descendants entrainant l'air sec de la haute troposphère
- l'air sec descendant provoque la dissipation des nuages convectifs et la rupture des murs internes
- le mur externe se resserre et prend la place de l'ancien mur
- la hausse de pression résultant de la dissipation du mur de l'œil intérieur, plus rapide que la chute de pression engendrée par l'intensification du mur de l'œil externe,
affaiblit le cyclone momentanément et est souvent suivi d'une intensification

La plupart des cyclones tropicaux intenses vivront un ou plusieurs de ces cycles
L'ouragan Allen, par exemple, en 1980 a connu plusieurs cycles de renouvellement qui l'on fait osciller entre les catégories 3 et 5 de l'échelle de Saffir-Simpson
et l'ouragan Juliette de 2001 est l'un des rares cas documentés de mur triple

Les méso-vortex du mur de l'œil sont des tourbillons de très petite échelle que l'on retrouve dans le mur orageux central des cyclone tropicaux très intenses
Ils sont similaires à des tourbillons de succion dans les tornades à entonnoirs multiples
Le vent peut y être jusqu'à 10 pour cent supérieur à celui dans le reste du mur
Ils sont communs à certains moments de la vie du cyclone
Ils ont un comportement singulier, effectuant généralement une orbite autour du centre du cyclone mais occasionnellement demeurent stationnaires ou même traversent
de part en part le centre
Ces tourbillons sont un facteur important après que le cyclone ait touché terre
Les méso-vortex peuvent en effet alors transmettre leur rotation aux orages inclus dans le système et la friction de la terre permet de concentrer celle-ci près du sol ce qui peut causer des groupes de tornades

Qu'est ce le double mur au sein de l'oeil ? et qu'est le moat (ou "douve") dans un système

Les bandes nuageuses
:

Ce sont des lignes de grains s'enroulant en spirales autour du centre
On note généralement une bande spirale principale et des bandes spirales secondaires
Elles peuvent s'étendre jusqu'à plusieurs centaines de kilomètres de l'œil
Essentiellement constituées de nuages convectifs (cumulus et cumulonimbus) noyés au sein d'une vaste zone nuageuse, elles engendrent des précipitations intenses
Les courants verticaux ascendants et descendants y sont rapides entre la base et le sommet des cumulonimbus
Ils sont à l'origine d'une turbulence violente
A l'inverse, entre les lignes de grains les courants descendants prédominent et les précipitations sont moins fortes


L'énergie

Il y a plusieurs façons de mesurer l'intensité d'un système tropical :
- la technique de Dvorak est une façon d'estimer la pression centrale et les vents d'un cyclone à partir de son organisation sur les photos satellitaires et de la températures
des sommets des nuages
- la mesure directe par reconnaissance aérienne
- les effets dévastateurs sur les zones traversées

Le National Weather Service américain estime que l'énergie réelle d'un système tropical se situe entre 2,2 x 1012 et 1,6 x 1018 Watts,
mais ce calcul utilise plusieurs approximations sur les paramètres météorologiques
Le NWS a donc développé une méthode rapide pour estimer l'énergie totale dégagée dans un tel système en tenant compte de la vitesse des vents, estimée ou notée,
ainsi que la durée de vie du cyclone
L'indice d'Énergie Cumulative d'un cyclone (Accumulated Cyclone Energy ou ACE en anglais) utilise le vent maximum soutenu comme approximation de l'énergie cinétique
et le somme par période de six heures durant la durée de vie du système
Un sous-indice est celui du Potentiel de destruction d'ouragan, qui est le calcul de l'indice cumulatif mais seulement durant la période durant laquelle le système tropical est
de niveau cyclone tropical/ouragan/typhon
Ainsi l'indice peut comparer des systèmes de dimensions semblables mais pourra sous-estimer un système ayant des vents moins violents tout en ayant un plus large diamètre