Cyclones, pourquoi, comment....

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Cyclones, pourquoi, comment....

Messagepar pipeau » Mar Juil 22, 2008 21:00

Les zones de naissance des cyclones source: prime.net

Il existe dans le monde sept bassins susceptibles de réunir les conditions nécessaires à la formation du phénomène, et où se produit de manière régulière une activité cyclonique [voir carte ci-dessous].

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Les statistiques des trente dernières années indiquent qu'il y a 80 à 85 cyclones chaque année (dépression ayant au moins atteint le stade de tempête tropicale), dont 45 ont dépassé le seuil d'ouragan (plus de 117 km/h en vent maximum soutenu).

La répartition des cyclones tropicaux est très inégale entre les deux hémisphères : environ 70 % dans l'hémisphère nord contre 30 % dans l'hémisphère austral. La région la plus active, avec plus de 35 % des cyclones tropicaux du globe, est représentée par l'océan Pacifique nord-ouest. Il s'agit également de la région où les phénomènes sont les plus étendus et les plus violents.

Les saisons cycloniques

Dans l'hémisphère nord, la saison cyclonique s'étend de juin à novembre. Dans le bassin océanique de l'Atlantique et des mers adjacentes, si les cyclones restent rares en juin et novembre, la saison cyclonique bat son plein entre début juillet et fin octobre.
Dans l'hémisphère sud, la saison cyclonique s'étend de novembre à avril, voire mai.

Les conditions de formation

Un cyclone naît et se développe uniquement si les conditions suivantes sont réunies :

- une condition thermique : une température de la mer supérieure à 26 °C sur une épaisseur minimale de 50 m. L'évaporation de surface de grandes quantités d'eau fournit l'énergie nécessaire pour entretenir le système de machine à vapeur qu'est une formation cyclonique. Si l'eau est trop froide, le cyclone ne peut pas se former ou, s'il était déjà formé préalablement, il s'affaiblit puis finit par perdre ses caractéristiques cycloniques tropicales. Cette condition thermique en fait ainsi un phénomène essentiellement maritime (depuis sa naissance jusqu'à sa maturité). En pénétrant sur terre, son énergie tend rapidement à décroître ;

- une condition géographique : être suffisamment éloigné de l'Équateur (cinq degrés de latitude, soit une distance voisine de 550 km) de façon à ce que la force de Coriolis ne soit pas nulle. Cette force, engendrée par la rotation terrestre, imprime une déviation du vent vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Elle est nulle à l'Équateur. C'est elle qui intervient pour déclencher le mouvement tourbillonnaire initial. En dessous de cinq degrés de latitude, la force de Coriolis est trop faible pour un tel déclenchement (il n'y a donc jamais de cyclone entre 5 ° sud et 5 ° nord) ;

- une forte humidité, indispensable à la formation des cumulonimbus. La formation d'un cyclone est impossible pour une humidité inférieure à 40 %, fréquente lorsqu'elle est supérieure à 70 % ;

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Dans le mouvement des vents entre les zones de hautes et basses pressions un équilibre se crée entre la force de Coriolis, centrifuge, et la force qui les attire vers le « creux » de la dépression (force de gradient de pression). Il en résulte un mouvement d'enroulement des vents autour de la zone de basse pression, suivant à peu près les lignes d'égale pression.

- la pré-existence d'une zone dépressionnaire, d'un amas nuageux, d'une ligne de grains ou encore d'une onde tropicale associée à de la convection et à un faible mouvement d'air convergent de basses couches. Cette convergence crée les mouvements ascendants, permettant à l'air humide de s'élever ;

- la présence de vents en altitude (jusqu'à 15 km). Ces vents doivent être relativement homogènes : même direction et même force ou presque. Dans le cas contraire, l'énergie développée par le système va se disperser et le système a tendance à se « cisailler ».

La structure des cyclones

La structure des cyclones est caractérisée par une masse nuageuse pouvant s'étendre sur 1 000 km pour les plus importants. Elle est organisée en bandes spiralées s'enroulant autour d'un centre de rotation, anneau central compact et droit. Au stade de tempête tropicale, ce centre est noyé au milieu des nuages de type cumulonimbus, à fort potentiel pluvieux et orageux. Il est parfois difficilement discernable.

Au stade de cyclone, ce centre de rotation, l'œil du cyclone est plus nettement identifiable. L'œil a un diamètre généralement compris entre 30 et 60 km (exceptionnellement de plus de 200 km). Il est caractérisé par des vents faibles et des précipitations nulles ou très faibles, tandis que la pression atmosphérique y est au plus bas et la température en altitude la plus chaude (jusqu'à 10 °C de plus dans l'œil qu'à sa périphérie à 12 km d'altitude). Il y régne ainsi un calme apparent très temporaire (des lambeaux de ciel bleu sont quelquefois visibles).

L'œil du cyclone est constitué par de l'air subsident (mouvement descendant), tandis que dans le mur, les mouvements ascendants sont rapides. Les températures chaudes de l'œil s'expliquent par la compression de l'air subsident. Les mécanismes généraux de la formation de l'œil ne sont pas encore tous clairement explicités.
L'œil est entouré par le mur de l'œil, constitué de cumulonimbus et pouvant s'étendre sur un rayon de 150 km. Ce mur qui abrite les mouvements convectifs les plus puissants, est le siège des effets du cyclone les plus dévastateurs (vents, pluies, marée cyclonique).

La structure d'un cyclone :

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La variation des paramètres dans un cyclone

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Le déclin des cyclones

Un cyclone s'affaiblit dès qu'une de ses sources d'alimentation en énergie disparaît ou s'atténue. C'est ainsi notamment le cas :

- lorsqu'il arrive sur terre. Ainsi, un cyclone passant sur les Caraïbes se retrouve privé de « carburant » et sort de ces îles souvent très affaibli. S'il rentre (on dit atterrit) sur un continent, comme les États-Unis, il peut mourir (se dissiper) en vingt-quatre heures. Toutefois, les phénomènes les plus puissants peuvent conserver une énergie suffisante pour « traverser » l'étendue terrestre et se développer à nouveau au contact d'un océan, si les conditions nécessaires à leur renforcement sont présentes. Par ailleurs, les forces de frottement sur terre (action de résistance due au relief terrestre et « freinant » les mouvements d'air) ne jouent pas un rôle prépondérant dans la dégénérescence du cyclone ;

- lorsqu'il arrive sur des océans dont les eaux de surface ne sont pas assez chaudes ;

- lorsqu'il subit les effets du cisaillement vertical du vent qui déforme sa structure verticale ;

- lorsque sa trajectoire se rapproche trop de l'Équateur.

Certains cyclones en fin de vie peuvent être « repris » par la circulation d'ouest des latitudes moyennes et engendrer de violentes tempêtes, sur les côtes européennes notamment (c'est le cas de près d'un cyclone sur deux dans l'océan Atlantique nord).

Les trajectoires des cyclones

Les trajectoires peuvent être définies à partir de deux circulations différentes :

- aux latitudes tropicales, une circulation équatoriale d'est en ouest (sauf dans l'océan Pacifique sud-ouest où la circulation se fait généralement d'ouest en est) ;

- l'entrée du cyclone dans la circulation des régions tempérées après un changement plus ou moins brutal de direction. Cette incurvation de la trajectoire vers le pôle est due à la force de Coriolis, qui dévie les cyclones vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud.

Les trajectoires habituelles des cyclones

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Ces deux composantes confèrent en théorie aux cyclones une trajectoire parabolique. Dans la réalité, les trajectoires observées sont plus ou moins complexes et peuvent présenter des boucles, des retours en arrière, etc.

La vitesse de déplacement des cyclones est modérée au début (inférieure ou égale à 20 km/h généralement). Elle s'accélére avec le changement de trajectoire, lorsque la composante principale du mouvement devient ouest - est (ce qui se produit en moyenne vers 23 ° de latitude), avec une vitesse pouvant dépasser 45 km/h.


Les manifestations des cyclones

Les signes précurseurs
Le premier signe précurseur est la houle cyclonique, qui se propage à une vitesse supérieure à celle du cyclone. L'importance et les variations de sa direction, hauteur et fréquence renseignent sur la distance du phénomène et sur l'orientation de sa trajectoire.

Une pression anormalement élevée par rapport aux jours précédents, associée à une atmosphère limpide, peuvent renseigner sur la présence encore éloignée d'un cyclone.

La présence de nuages, et notamment cirrus et cirrostratus, avant que la pression n'ait commencé à chuter, renseignent sur la direction dans laquelle se trouve le phénomène et sur son importance.

Les animaux perçoivent les ultrasons émis par le cyclone, tandis que les oiseaux de mer s'éloignent loin à l'intérieur des terres.

Les signes précurseurs

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Les vents
L'intensité des vents et leurs changements brutaux de direction sont à l'origine de dégâts considérables. Ils dépassent aisément les 150 km/h et peuvent exceptionnellement atteindre 370 km/h environ à proximité de l'œil (et plus particulièrement, dans l'hémisphère nord, dans sa partie avant droite où le gradient de pression est le plus fort). On notera que l'énergie d'un vent est proportionnelle au carré de sa vitesse (un vent de 200 km/h exerce une force quatre fois supérieure à celle d'un vent de 100 km/h). La dangerosité des vents est également liée aux objets plus ou moins volumineux qu'ils sont en mesure de projeter.
Dans un cyclone, les vents de surface se caractérisent par ailleurs par leur turbulence, avec une alternance entre séries de rafales violentes et accalmies passagères ; cette variabilité a tendance à augmenter à l'intérieur des terres.
Un autre danger résulte du changement à 180 ° de la direction des vents après le passage de l'œil (de part et d'autre de l'œil, les vents soufflent dans des directions opposées).

Vitesse des vents
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Les pluies
Le cumul de précipitations peut être considérable, y compris pour des cyclones d'intensité relativement modeste (en terme de vents), alors que certains « gros » cyclones ne génèrent que peu de pluies. Différents paramètres influencent le cumul des précipitations :
- le relief montagneux qui amplifie les mouvements verticaux, et donc l'instabilité, et les processus de condensation de la vapeur d'eau ;
- l'orientation de la trajectoire du système pluvieux par rapport à celle d'une chaîne montagneuse ou d'un obstacle naturel ;
- la vitesse de déplacement du cyclone, dont la lenteur tend à accentuer les cumuls pluviométriques (le phénomène séjournant plus longtemps au même endroit).

Les pluies peuvent être génératrices d'inondations, de glissements de terrains et de coulées boueuses d'ampleur variable.
En Guadeloupe en 1995, Marilyn (ouragan de classe 1 seulement) a déversé 500 à 600 mm d'eau en douze heures sur la ville de Basse-Terre dans la nuit du 14 au 15 septembre.

Le record de précipitations est détenu par l'île de la Réunion avec notamment 1 170 mm en douze heures lors du cyclone Hyacinthe le 26 janvier 1980.

Les effets dus à l'état de la mer

Les cyclones tropicaux menacent davantage les îles et les régions côtières en raison des risques maritimes engendrés.
L'onde de tempête est la montée rapide du niveau de la mer lorsqu'une tempête s'approche de la côte. Le niveau de la mer monte près des côtes, à cause des forts vents du large qui « poussent » l'eau vers elles. De plus, l'eau est « aspirée » vers le haut par la pression très basse régnant près de l'œil du cyclone (phénomène d'intumescence). Les régions basses sont les plus vulnérables, alors que celles où le relief s'élève rapidement ne sont pas touchées.
L'onde de tempête peut se superposer à la marée astronomique (liée à la Lune) pour constituer la marée de tempête. L'amplitude de cette dernière varie de 1 à 2 m pour les cyclones peu intenses, mais peut dépasser 5 m pour les phénomènes plus puissants et être particulièrement dévastatrice.
La mer « monte » sur la droite du déplacement dans l'hémisphère nord (sur la gauche dans l'hémisphère sud), elle « baisse » de l'autre coté.

Marée haute normale et marée de tempête :

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Les dégâts dus à la mer sont également liés aux vagues. Pour les cyclones les plus importants, leur hauteur peut atteindre 30 m. Leur déferlement répétitif sur la côte peut provoquer des érosions et menacer d'effondrement les constructions du littoral. Leur dangerosité est d'autant plus importante qu'elles se conjuguent avec la marée de tempête. Le vent génère des vagues très différentes par leur direction, leur hauteur et leur fréquence, créant un état de mer particulièrement « démonté ». La houle cyclonique peut parfois être observée jusqu'à 1 000 km en avant du cyclone et ses effets peuvent continuer à se faire sentir après son passage.

Dans le delta du Mississippi aux États-Unis, la marée de tempête occasionnée par le passage de Camille en 1969 est montée brusquement jusqu'à près de 8 m.

En Australie en 1899, le cyclone connu sous le nom de Bathurst Bay Hurricane aurait produit une marée de tempête de 13 m de hauteur dans la baie de Bathurst.

The Bathurst Bay Hurricane, also known as Tropical Cyclone Mahina, struck Bathurst Bay, Australia in 1899. According to (Whittingham 1958) it produced a 13 m (about 42 ft) surge, but other contemporary accounts place the surge at 14.6 m (almost 48 ft). Fish and dolphins were reported found ontop of 15 m cliffs.

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et pour finir une photo trouvée au hasard de mes recherches :

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Messagepar Slade » Mer Juil 23, 2008 09:20

ca fait peur!

encore un énorme travail de recherche, merci pipeau :yess:
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Messagepar kyu » Mer Juil 23, 2008 09:30

ouep merci pipeau pour toutes ces infos! :+1:
et la derniére photo est hallucinante! :shock:
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Messagepar Slade » Mer Juil 23, 2008 09:52

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Messagepar zitoune » Dim Aoû 31, 2008 17:39

m'étant tappé 6h de route ce matin, j'ai eu droit à plus de 6 fois les infos à la radio avec l'ouragan Gustave.
Outre les victimes et tout ce qu'on a à craindre de ce genre d'évènements, je suis aller voir les préviz de vents sur windfinder (à la radio ils annonçaient 240 km/h avec des rafales à 340 - mais depuis l'ouragan est repassé en catégorie 3, sur une échelle de 5)

et voilà les préviz, avec des couleurs que je ne connaissais pas!
on voit bien l'oeil du cyclone!
ImageImage

et con découvre des couleurs hors échelle!! :shock: :shock:
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Messagepar Grolapin » Dim Aoû 31, 2008 17:50

Cela dit l'échelle est compètement inadaptée aux ouragans, elle plafonne à 50 Knots, c'est-à-dire 50 noeuds.
Et 50 noeuds ça fait même pas 100 km/h (environ 90 en fait), soit rien d'exceptionnel, une petite tempête bretonne standard quoi...

Alors pour afficher des vents de 250 km/h c'est sûr qu'ils sont montés un peu fin chez Windfinder...
Pour Gustav ouais j'ai vu des photos satellite c'est impressionant :shock:
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Messagepar Gart » Dim Aoû 31, 2008 17:57

Bravo au marin qu'a pris la photo
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Faut pas trembler :sos:

Et bravo Pipeau :yess:
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Messagepar Grolapin » Mer Sep 09, 2009 09:41

Curieuse la saison cyclonique dans l'Atlantique cette année quand même...
Pour l'instant, mais tant mieux pour les Caraïbes et le golfe du Mexique, rien de démentiel. Je crois que c'est même la saison des pluies la plus sèche dans les Antilles Françaises depuis des lustres, cela dit ils ont eu leur compte au printemps en particulier la Martinique, et puis il reste encore presque deux mois de période à risque.

A part Bill dont la trajectoire a été parfaite pour nous envoyer de la houle, c'est plutôt tranquille.
Fred, le prochain qui est en train de se former au large de l'Afrique a lui aussi un déplacement prévisionnel atypique puisqu'il est censé mettre cap au Nord très rapidement.
Je sais pas trop ce que ça peut balancer comme houle pour chez nous ce genre de truc...

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Pour info le parcours de Bill :

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Messagepar kami » Mer Sep 09, 2009 09:46

Je la vois pas la dernière photo, bien l'article sinon
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Messagepar Flo_Fed » Mer Sep 09, 2009 10:38

pareil je vois pas les images qui suivent non plus à part celle de zit et grolaping :cry:
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Messagepar Grolapin » Mer Sep 09, 2009 10:42

Effectivement le lien n'est plus à jour...
C'était celle-ci en plus grand. Mais je crois que c'était un montage, la légende sur le site original c'était "tornado joke" :wink:

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Messagepar zitoune » Mer Sep 09, 2009 14:56

toutes proportions gardés, ça peut être réel, regarde ce qu'on a eu comme grain aux mentawais:
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Messagepar soana » Sam Sep 19, 2009 21:12

Intéressant cet article, merci Pipeau !

Il faut savoir que les cyclones tropicaux sont les phénomènes naturels qui libèrent le plus d'énergie, qui plus est à haute fréquence ! :shock:

Tu as oublié une condition nécessaire à la formation d'un cyclone : il faut également une température de l'air de 35°C minimum afin que l'ascension d'air chaud soit possible et suffisante pour accentuer le phénomène de dépression atmosphérique.

La dénomination "cyclone" est donnée à partir du moment où la pression devient inférieure à 970 HPa ; ou le système nuageux qui se forme devient vraiment important, au point comme tu l'as expliqué d'être mis en rotation par la force de Coriolis.

Petite "anecdote" : depuis 1953 des noms sont donnés aux cyclones et ce n'est que depuis 1978 que les cyclones portent en alternance des noms masculins et féminins. Avant ils n'étaient que féminins! "sous la pression des féministes américaines argumentant que les hommes sont aussi imprévisibles que les femmes" :lol:
Et lorsqu'un cyclone a été dévastateur, son nom est rayé de la liste et n'est plus jamais utilisé.

Un truc assez fou à mes yeux, pour permettre une meilleure connaissance des cyclones, et donc des prévisions plus approfondies et précises, des avions météorologiques blindés sont envoyés en plein cyclones pour réaliser des mesures, ainsi qu'un navire de l'Ifremer (Atalante)

Je réalise actuellement une étude sur l'évolution des cyclones avec le réchauffement climatique, c'est vraiment un sujet passionnant!

Je viens de lire dans un article : "on estime l'énergie en jeu à 5 bombes atomiques de type Hiroshima par seconde" :shock: :ohmy:
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Messagepar Grolapin » Lun Oct 05, 2009 18:09

Sérieux y a vraiment de quoi se poser des questions...

La 7ème tempête tropicale de la saison cyclonique dans l'Atlantique vient d'être baptisée Grace et s'est formée... au large du Portugal !
Habituellement c'est un peu au-dessus de l'équateur, 3000 kilomètres plus au Sud :tooo:

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On la voit bien sur la photo satellite de ce matin.
Pas très grosse et ne devant pas grossir, mais curieux phénomène quand même...

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60 noeuds établis à 1000 kms des côtes, et les modèles de prévisions voient rien venir.
Ca va pas être simple dans le futur de se prévoir des sessions à l'avance :?
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Messagepar Grolapin » Lun Oct 05, 2009 18:14

Je viens de voir que Météo France avait mis en ligne un article...

La tempête subtropicale Grace, un phénomène rare à nos latitudes

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