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LA
STRUCTURE D'UN SYSTÈME TROPICAL
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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
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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
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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
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LES
DIFFÉRENTS ÉLÉMENTS DU SYSTÈME
TROPICAL
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Dans
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
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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
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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
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L'ÉNERGIE
D'UN SYSTÈME TROPICAL
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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 la 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
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