Formation et structure des cyclones

Formation d'un cyclone :

Plusieurs conditions doivent être réunies pour qu'un cyclone se forme. La formation du cyclone doit se faire dans une zone perturbée, par exemple un amas nuageux, une onde tropicale ou encore une ligne de grains.

Il faut ensuite que la zone perturbée se situe au dessus d'un océan dont la température de l'eau est au moins égale à 26 degrés centigrades sur au moins 50 mètres de profondeur. L'évaporation de l'eau en surface fournira l'énergie nécessaire pour que la formation du cyclone se fasse.

Ensuite, il est préférable que les vents dans la zone de formation du cyclone soient homogènes de la surface de l'eau jusqu'au sommet nuageux (au delà de 10 km d'altitude) c'est à dire qu'ils doivent tous avoir à peu près la même direction et la même force pour que la partie active de la perturbation reste relativement concentrée et qu'un renforcement du système de formation cyclonique puisse s'effectuer. Si cette condition n'est pas présente, l'énergie développée par le système va se disperser et aura tendance à se "cisailler", le système va rencontrer des difficultés lors de son déplacement et va se désorganiser. On parle alors de cisaillement dans le profil vertical du vent.

Une fois les conditions précédentes réunies, les nuages vont commencer à s'agglomérer et un courant d'air ascendant va se former, aidé par l'instabilité de la masse d'air. De cette ascendance généralisée résultera une baisse de pression à la surface de l'eau et au contraire, une augmentation de pression en haute altitude, vers le somment des nuages développé, vers la tropopause. C'est la naissance d'une dépression de surface qui ne se creuse que si, en altitude, les particules d'air qui montent et affluent peuvent s'échapper : on parle alors en météorologie de divergence de haute altitude, permettant ainsi au système de pouvoir fonctionner et s'entretenir de manière quasi-autonome.

Enfin, il reste une dernière condition absolument nécessaire pour la formation complète du cyclone. Les courants d'airs ascendants au cœur du système vont provoquer une baisse de pression atmosphérique en surface mais aucune dépression ne pourra se former trop proche de l'équateur. Sur les régions équatoriales, le tourbillon ne peut se créer car la force de pression agit pour combler immédiatement toute intention de creusement dépressionnaire, conséquence de rotation de la Terre sur elle-même. Au-delà de 6° Nord ou Sud intervient alors une force, appelée force de Coriolis, qui devient suffisante pour s'opposer à cette force de pression. Ainsi, un cyclone ne peut se former que s'il se situe à plus de 6 ou 7° de latitude. C'est cette condition qui empêche aux cyclones de se développer ou de se diriger vers la Guyane ou le nord du Brésil, pour ne parler que des régions proches des Antilles : ce sont des zones trop proches de l'Equateur.

 

Structure et composition d'un cyclone :

Un cyclone est une énorme masse de nuages pouvant s'étendre sur un diamètre de 300 à 500 km, organisés en bandes spiralées qui semblent s'enrouler vers un centre de rotation, plus ou moins visible. Ce cœur du système est un cœur chaud (sur plusieurs centaines voir milliers de mètres, en tous cas plus chaud que l'air environnant). C'est au niveau de ce centre que la pression atmosphérique est la plus basse.

Au stade de tempête tropicale, ce centre est noyé au milieu des nuages de type cumulo-nimbus, à fort potentiel précipitant et orageux. Il est parfois difficilement discernable.

Au stade d'ouragan, ce centre est plus net et il apparaît alors souvent sous forme d' " oeil " de petite dimension, souvent de l'ordre de 20 à 40 km. Cette zone est dépourvue de nuages ce qui permet de la distinguer sur les images satellites (tête d'épingle sombre entourée par le mur de nuages blanc) et il y règne un calme apparent : pas de pluie, vent faible.

 

L'œil du cyclone :

L'œil est une surface presque circulaire de vents relativement faibles et de temps clair au centre d'un ouragan. De forts vents peuvent néanmoins se produirent à l'intérieur de l'œil. Il y a peu ou pas de précipitation.

L'œil est une région où la pression est la plus basse et les températures chaudes en altitude. En effet, la température dans l'œil peut être plus élevée que l'air environnant de 10° ou plus. En surface, l'augmentation de température est seulement de 0 à 2°C. La taille de l'œil varie de 8 à 200 km, mais la plupart d'entre eux ont un diamètre de 30 à 60 km. L'œil est entouré par le " mur de l'œil ", une surface presque circulaire de convection, profonde où on retrouve les vents de surface les plus forts du cyclone tropical.

L'œil est composé d'air qui plonge lentement. Le mur de l'œil, lui, a un écoulement net vers le haut, conséquence de mouvements, modérés le plus souvent, de masses d'air ascendantes et descendantes. Les chaudes températures de l'œil sont dues au réchauffement par compression de l'air subsident. La plupart des sondages pris à l'intérieur de l'œil montre une couche de bas niveau relativement humide avec une inversion d'humidité au sommet de cette couche. Cela suggère que la plongée à l'intérieur de l'œil n'atteint pas la surface de l'océan mais s'arrête à 1 km minimum, 3 km maximum de la surface.

Les mécanismes généraux de formation de l'œil et du mur de l'œil ne sont pas encore bien compris bien que les observations aient considérablement éclairé le problème. Le calme de l'œil d'un cyclone tropical a des caractéristiques communes avec les autres systèmes contenant un vortex tels que les tornades ou les tourbillons.

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