Comprendre la rotation des ouragans (cyclone tropical ou typhon

Comprendre la rotation des ouragans (cyclone tropical ou typhon)
Nous étudions dans les questionnaires les conditions spéciales qui donnent
naissance aux ouragans au-dessus des mers tropicales : de l’eau de surface
chaude (plus de 26,5 °C), un certain éloignement de l’équateur (8°de latitude) et
un groupe d’orages qu’on nomme perturbation tropicale. Nous n’étudions pas les
conditions nécessaires à la naissance d’une perturbation tropicale. Nous allons
chercher à comprendre pourquoi l’air d’un ouragan circule de la façon indiquée sur
la figure.
L’air est aspiré en tourbillonnant vers
la base de l’ouragan, puis il monte sur
le pourtour de l’oeil pour être
finalement éjecté en tourbillonnant du
sommet de l’ouragan.
Dans l’hémisphère Nord, le
tourbillon de surface est dans le
sens antihoraire; le tourbillon
supérieur est dans le sens horaire une
fois qu’il s’est éloigné de l’oeil (près de
l’oeil, le vent doit changer de direction
et c’est assez confus).

Dans l’hémisphère Nord, les conditions favorables à la naissance des ouragans existent de juin
à novembre. Il naît de 45 à 60 ouragans officiels (vent maximum soutenu de plus de 117 km/h)
par année.
Un ouragan est essentiellement une «machine à vapeur» qui transforme l’énergie de la vapeur
d’eau en mouvements ascendants et tourbillonnants de l’air (figure précédente). Il est difficile
de se faire une idée juste de l’énergie de cette machine. L’énergie de mouvement de l’air
produite par un ouragan dans une journée est du même ordre de grandeur que l’énergie
consommée dans la même journée par l’humanité entière pour s’éclairer, se transporter,
fabriquer des biens, etc.
Les ouragans sont extrêmement destructeurs, mais ce sont des phénomènes normaux qui
jouent un rôle important dans la redistribution de la chaleur à la surface de la planète. Ils ont
d’ailleurs, comme les orages, des effets bénéfiques au niveau des apports d’eau douce.
Traces d’eau froide créées
par deux ouragans.
Animation de la NASA :
http://svs.gsfc.nasa.gov/search/Key
word/Atmosphericscience.html

La figure suivante montre les mécanismes de destruction d’un ouragan : les pluies
abondantes, les vents violents et la montée du niveau de la mer. La montée du
niveau de l’eau est créée par les vents qui poussent sur l’eau et par les variations
de la pression de l’air sur l’eau qui accompagnent l’ouragan.
oeil (30 à 50 km), une zone sans
nuages où la pression est très basse
zone des vents de plus de 62 km/h
jusqu'à
300 km
(ils peuvent atteindre 300 km/h)
500 à 1000 km 500 à 1000 km
fortes pluies pouvant
s'étendre à des
centaines de km
du centre de l'ouragan
Vue à vol d'oiseau d'un ouragan de l'hémisphère nord
direction du vent au sommet
(à la base c'est l'inverse)
zone des plus gros effets
de soulèvement du niveau
de la mer (jusqu'à 6 ou 7 m)
vagues crées par
l'ouragan (jusqu'à
15 ou 20 m) déplacement

Accumulations de pluie de l’ouragan Isabel (2003). Animation de la NASA (idem)
Soulèvement du niveau marin
d’un ouragan (le maximum
enregistré a été de 13 m !).
Images NOAA

Qu’est-ce que comprendre un phénomène naturel ? Quand on dit qu’on comprend
quelqu’un, on dit en fait qu’on peut prévoir facilement ce que la personne va faire. De la
même façon, comprendre un phénomène naturel c’est pouvoir prédire à peu près ce qui va
arriver à partir de quelques idées simples et sans avoir à faire une longue analyse.
Essayons de dégager les idées vraiment essentielles pour prédire que les vents d’un
ouragan doivent tournoyer et pour prédire dans quels sens.
1. Les mouvements verticaux de l’air sont contrôlés par le principe d’Archimède. Les
mouvements horizontaux, eux, sont liés aux différences de pression. La pression moyenne
à l’altitude 0 mètre est de 1013 millibars (le 101,3 kilopascals du bulletin de météo). L’air
cherche à fuir les régions où la pression est plus haute que la moyenne (High) et à envahir
les régions où la pression est plus basse que la moyenne (Low). C’est ce comportement
qui est à l’origine des vents. Complétez le dessin suivant pour montrer comment vous
pensez que l’air va d’un centre de haute pression vers un centre de basse pression.