Qu’est-ce qu’un cyclone ?

Cyclone tropical, ouragan ou typhon, l’ensemble de ces termes désigne le même phénomène, à savoir une "perturbation d'échelle synoptique non accompagnée d'un système frontal, prenant naissance au-dessus des eaux tropicales ou subtropicales et présentant une activité convective organisée ainsi qu'une circulation cyclonique, plus intense en surface qu'en altitude" (définition de l’Organisation Météorologique Mondiale, 1992).

En simplifiant, un cyclone tropical est une zone de basses pressions, composé de formations nuageuses qui s’enroulent autour d’un centre de rotation. Le vent se déplace dans une circulation dite « fermée » en surface, autour du même centre. Un cyclone a, à la fois un mouvement de rotation sur lui-même, comme une toupie, et un déplacement. Ce dernier est plutôt lent (20 à 30 km/h) en comparaison à la vitesse des vents qui peuvent dépasser 150 à 200 km/h.

Le mot « cyclone » a pour étymologie le mot grec « kuklos » qui signifie cercle, rond, et « typhon » provient du mot grec « tuphôn », qui veut dire tourbillon.



La formation d’un cyclone nécessite la présence de différentes conditions environnementales :
  1. A l’origine, il faut une perturbation près de la surface, tel qu’un amas nuageux, une ligne de grain (bande nuageuse constituée de nuages orageux) ou encore une onde tropicale (thalweg se propageant d'est en ouest dans le flux d'alizé et donnant naissance à une ligne de grains) ;
  2. Ensuite, il faut un carburant. Ce dernier est l’eau chaude. L’océan doit donc avoir une température d’au moins 26,5 °C, sur une grande surface, et sur au moins 50m de profondeur.
  3. Afin de favoriser la convection, l’atmosphère doit se refroidir suffisamment rapidement avec l’altitude. Ainsi elle devient potentiellement instable et favorise l’activité orageuse. Cette dernière a un rôle important, car elle permet la libération de la chaleur stockée dans les océans.
  4. Au niveau de la moyenne troposphère, c'est-à-dire à environ 5000m d’altitude, il faut des couches relativement humides. Cette humidité va favoriser le développement de l’activité orageuse.
  5. Pour la mise en place de la structure du cyclone, il faut également que le vent reste relativement homogène en force et en direction, de la surface aux sommets nuageux (12 à 15 km). On dit alors qu’il faut un faible cisaillement vertical du vent. Si cette condition n’est pas réalisée, l’énergie va alors se dissiper, et le système va se désorganiser.
  6. Enfin, pour que la rotation se mette en place, la force de Coriolis est essentielle. Or cette dernière, qui a pour origine la rotation de la Terre, est nulle à l’équateur, et maximale au pôle. Ceci explique pourquoi un cyclone ne se forme jamais sur la bande équatoriale située entre 5° nord et 5° sud. La rotation du cyclone a pour conséquences de maintenir les basses pressions.
Ces conditions météorologiques sont nécessaires mais non suffisantes. En effet, on a observé de nombreuses perturbations bénéficiant de ces conditions mais qui n’ont pas évolué en cyclone.


A sa maturité, un cyclone est une masse nuageuse importante dont les caractéristiques sont cependant très variables et dont la dimension peut aller de 500 à 1500 km de diamètre.
Les récents progrès de l’observation par satellite ont permis de mieux comprendre son organisation spatiale en bandes spiralées, qui convergent vers l'œil du cyclone. Bien que situé au centre de la tempête tropicale, l'œil du cyclone est la partie la plus calme. Sa forme est celle d'un entonnoir, avec généralement un diamètre de 20 à 60 km. Cette zone est caractérisée par un minimum de pression à la surface, un vent faible, un ciel principalement clair et des précipitations nulles. L'œil est également la zone la plus chaude (cœur chaud) du cyclone avec des températures de 10 à 15°C plus forte que son environnement.

La masse nuageuse très dense qui entoure entièrement l'œil du cyclone est appelée le mur de l’œil. Le mur est principalement compose de cumulonimbus, nuages d’orages, dont l'extension verticale correspond à l’épaisseur totale de la troposphère. Il peut avoir un rayon de 150 km et les vents comme les précipitations y sont les plus intenses.

Plus loin, à la suite du mur de l'œil se trouvent les bandes spiralées, composées de nuages convectifs de types cumulonimbus et/ou cumulus. Elles engendrent souvent des averses et des orages, mais plus on s'éloigne du centre du cyclone plus l'extension verticale de ces nuages est faible.
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Coupe d'un cyclone
© Météo-France


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Evolution de la pression et du vent au sein d'un cyclone
© Météo-France


Environ 11% des perturbations tropicales mondiales sillonnent le bassin du Pacifique sud-ouest. Elles sont classées, au cours de leur évolution, en fonction de leur intensité.

La force du vent (mesure moyennée sur 10 minutes) et la pression atmosphérique près du centre du phénomène sont deux facteurs directement liés, mais les météorologistes utilisent essentiellement la pression pour déterminer l'intensité d'une dépression tropicale. La vitesse et l'orientation du vent peut en effet être très sensiblement affectées par l'environnement.

Le baptême des perturbations est désormais systématique lorsqu'elles atteignent le stade dépression tropicale modérée. Sur le Pacifique sud, le centre météorologique de Brisbane nomme celles qui sont repérées à l'ouest du méridien 160° est, le centre de Nandi celles repérées à l'est de ce même méridien.


Type de perturbation
tropicale
Catégorie du BOM
(Australie)
Pression en hectopascals
(hPa)
Vent moyen
en km/h
Rafale en km/h
Dépression tropicale modérée 1 > 985 hPa 63 à 88
< 125
Dépression tropicale forte 2 985 à 970 hPa 89 à 117
125 à 164
Cyclone tropical 3 970 à 955 hPa 118 à 159
165 à 224
Cyclone tropical
4 955 à 930 hPa 160 à 199 225 à 279
Cyclone tropical 5 < 930 hPa > 200 > 279


La trajectoire d'un cyclone parait souvent très capricieuse, et les lois physiques qui régissent cette évolution sont encore mal connues des météorologistes. Après une portion de trajectoire rectiligne, le cyclone peut s'arrêter, faire une boucle, repartir dans une autre direction, voire rebrousser chemin pendant un certain temps.
Cependant, certaines "tendances" peuvent être mises en évidence.
Les cyclones naissent sous les basses latitudes, et ils adoptent alors une trajectoire qui les mène quasi-systématiquement vers le sud. Mais même pendant sa descente, la trajectoire reste difficile à prévoir.
Par contre, lorsqu'ils franchissent le tropique du Capricorne (23°27'), 60% des phénomènes ont adopté définitivement une direction proche du sud-est.

Les vitesses de déplacement sont, elles aussi, très variables d'une dépression à l'autre mais également au fil des jours pour un même phénomène. Les dépressions sont généralement lentes aux premières heures de leur parcours, leur vitesse ne dépassant pas 18km/h. C'est dans leur progression vers le sud que ce déplacement s'accélère progressivement (en général entre 20 et 30 km/h). Par contre le ralentissement est sensible lors des changements de direction.
Finalement les plus rapides sont ceux dont la trajectoire est rectiligne et orientée au sud-est. La vitesse atteint également des valeurs élevées lorsque le phénomène quitte la zone tropicale et franchit plus particulièrement le 25ème parallèle.


Une dépression tropicale se « comble » lorsque la pression atmosphérique en son centre retrouve progressivement une valeur proche de la normale. L'œil ou le centre du phénomène, puis l'enroulement des masses nuageuses deviennent alors difficilement discernables. Le vent perd lentement de sa force, les précipitations restent cependant importantes. Ce comblement peut intervenir avant le franchissement du tropique.

Plusieurs facteurs peuvent entrainer la fin d’un cyclone :
  • Des eaux de surface « froides » (inférieures à 26°C d’après la climatologie) ralentissant le processus d’évaporation ;
  • Un fort cisaillement vertical du vent déstabilisant la structure verticale du cyclone, dans ce cas une grande partie de son énergie est dissipée ;
  • Une couche d’air très sec en moyenne troposphère ;
  • L’arrivée dans des régions très proches de l'Equateur où la diminution de l'effet de la force de Coriolis affaiblit le mouvement cyclonique ;
  • Son « atterrissage » : dès qu’un cyclone touche les terres, on dit alors qu’il « atterrit ». Sa dissipation peut être observée en moins de 24h, La nature de la surface et les forces de frottement sur terre lui coupe son alimentation.
Toutefois, si le cyclone est assez puissant il peut conserver suffisamment d'énergie pour traverser quelques centaines de kilomètres terrestres, en perdant un peu d'intensité. Une fois de retour sur une surface océanique, il peut se développer à nouveau si toutes les conditions nécessaires sont réunies, et en particulier s’il retrouve une source d’énergie suffisante.


Les cyclones tropicaux sont dangereux car ils produisent à la fois de forts vents, de fortes précipitations pouvant entraîner des inondations et des crues, de fortes houles et des marées cycloniques.

Le vent :

La force du vent engendré par une dépression est directement liée à la valeur de la pression en son centre. La vitesse du vent augmente progressivement à l'approche du phénomène jusqu'à atteindre ses valeurs maximales dans le mur. Les dégâts occasionnés sont donc fonction de la distance qui sépare ce point du centre du phénomène. La direction du vent ressentie en un point dépend quant à elle essentiellement de la position du centre par rapport à ce point. En effet le vent converge vers ce centre en adoptant un mouvement tourbillonnaire (dans le sens des aiguilles d'une montre dans l’hémisphère sud).

De plus, le vent se renforce sur le côté gauche du cyclone. Ce renforcement est provoqué par l’association du déplacement du phénomène à la circulation cyclonique. Ainsi, un cyclone avec des vents moyens de 145 km/h et qui se déplace à 15 km/h aurait des vents de 160 km/h sur sa gauche, et des vents de 130 km/h sur sa droite.

Enfin, la pression exercée sur une surface (un mur par exemple) est proportionnelle au carré de la vitesse du vent qui est à l'origine de cette pression. Un vent de 200 km/h aura une action 4 fois plus importante qu'un vent soufflant à 100 km/h.

La pluie :

Chaque phénomène possède ses caractéristiques propres quant aux quantités de pluie déversées. Elles ne dépendent en effet ni de l'intensité, ni de la distance à laquelle la dépression passe. Notons que la spirale des nuages encerclant le centre peut être de dimension très variable à intensité égale. Cependant les précipitations sont généralement d'autant plus importantes que le phénomène se déplace lentement. Ainsi une dépression modérée peut entraîner des inondations plus catastrophiques qu'un cyclone. Les pluies recueillies lors du passage d'un phénomène tropical sur le territoire sont le plus souvent très importantes, voire torrentielles.

La marée de tempête :

Elle résulte de 2 facteurs: d'une part, l'accumulation d'eau par les vents forts en certaines zones périphériques, d'autre part la baisse de pression atmosphérique entraîne une élévation du niveau de la mer près du centre, ce qui accentue ce phénomène. Conjuguée à une marée haute, elle peut avoir des conséquences catastrophiques. La Nouvelle-Calédonie semble relativement épargnée, les marées de tempête d'importance étant assez rarement observées. Les dégâts causés ont toujours été mineurs. Cependant elles peuvent avoir des conséquences indirectes difficilement mesurables : l'élévation du niveau de la mer provoque une diminution du débit des rivières et des torrents, et ceci peut aggraver les inondations.

Chaque passage de dépression ou cyclone s'accompagne de destructions plus ou moins importantes. La pluie et le vent ont chacun leurs « cibles » privilégiées :
  • les vents violents causent la destruction des bâtiments, de la végétation "haute", des navires, du réseau de télécommunications et électrique;
  • les rafales (ou vent instantané), dont la vitesse est nettement supérieure à celle du vent moyen, agissent comme des coups de butoir.
  • La rotation parfois brusque des vents fragilise les constructions les plus légères et l'enracinement de la végétation.
  • la pluie cause la perte des cultures vivrières et endommage gravement le réseau routier. Elle entraîne la crue soudaine des rivières les plus modestes, des inondations catastrophiques, des éboulements et glissements de terrain. Elle est la cause de la grande majorité des décès.


Il existe 7 zones géographiques affectées par les cyclones :

L’Atlantique nord :
  • L’activité cyclonique se produit entre juin et novembre
  • Les cyclones se dirigent d’est en ouest, puis prennent une direction nord, nord-est, à l’approche du continent américain
Le Pacifique nord-est :
  • L’activité cyclonique se produit entre juin et novembre
  • Les cyclones se dirigent vers l’ouest, ou le nord-ouest, en longeant la côte du Mexique, jusqu’à la Californie.
Le Pacifique nord-ouest :
  • L’activité cyclonique se produit entre juin et novembre
  • Les cyclones se forment dans les eaux nord-océaniennes. Ils peuvent traverser les Philippines. Mais le plus souvent, ils s’infléchissent vers le nord, et vont vers le sud-est de la Chine, le Japon, ou même la Corée.
Le Pacifique sud-ouest :
  • L’activité cyclonique se produit entre novembre et avril
  • Les cyclones prennent une trajectoire orientée vers le sud. Ils menacent alors la Polynésie, les îles Fidji, les îles Salomon, le Vanuatu, la Nouvelle-Calédonie, et la côte nord-est de l’Australie.
Le sud-est de l’Océan Indien :
  • L’activité cyclonique se produit entre novembre et avril
  • Les cyclones se forment à l’est de l’Indonésie. Ils prennent alors une direction sud-ouest, vers les côtes nord, nord-ouest de l’Australie.
Le sud-ouest de l’Océan Indien :
  • L’activité cyclonique se produit entre novembre et avril
  • Les cyclones se dirigent dans un premier temps vers l’ouest, puis, vers le sud, voire le sud-est. Ils s’orientent alors vers l’île Maurice, l’île de la Réunion, Madagascar, les Comores et la côte sud-est de l’Afrique
La mer d’Oman et le Golfe du Bengale :
  • L’activité cyclonique se produit d’avril à juillet
  • Les cyclones se forment dans l’océan Indien, à l’ouest de l’Indonésie, puis prennent une direction nord-ouest. Une partie d’entre eux, après avoir traversé la mer d’Oman, remonte vers le nord à partir de la Somalie jusqu’au Pakistan. L’autre partie s’engouffre dans le golf du Bengale, et va vers le Sri Lanka, le sud-est et l’est de l’Inde, le Bangladesh ou les côtes birmanes.

carte_bassin_cycloniqueCyclones tropicaux qui se sont formés entre 1985 et 2005
Source : Wikipédia




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