G) Climatologie

G1) Quelle est la période annuelle propice aux cyclones pour chaque bassin ?
G2) Quelle est l'influence du phénomène El Niño/Oscillation Australe sur l'activité cyclonique de la planète ?
G3) Quel est l'impact du réchauffement climatique sur l'intensité des cyclones, leur fréquence, ainsi que sur les précipitations ?
G4) Pourquoi les cyclones tropicaux surviennent-ils principalement en été et en automne ?
G5) Qu'est-ce-qui détermine la trajectoire des cyclones ?
G6) Pourquoi n'y a-t-il jamais de cyclones sur l'océan Atlantique Sud ?
G7) Combien y-a-t-il d'éclairs dans un cyclone ?

Sujet G1) Quelle est la période annuelle propice aux cyclones pour chaque bassin ?

• La saison officielle pour le bassin du Sud-Ouest de l´Océan Indien débute le 15 novembre et se termine le 30 avril. Ces dates ont été choisies car c´est dans cet intervalle que 9 systèmes tropicaux sur 10 naissent.
  
  • 80% des tempêtes et cyclones évoluent de décembre à mars ;
    
  • les mois de janvier et février regroupent à eux deux plus de la moitié de l´activité ;
  • plus d´un cyclone tropical sur deux se forme au cours des mois de janvier et février, lorsque la mer est bien chaude ;
  • en revanche, il arrive que des dépressions ou tempêtes se développent même en saison fraîche.
  
  
• Les bassins de l´Océan Indien Sud-Ouest et Australie/Océan Indien Sud-Est ont des cycles annuels très semblables, avec des systèmes tropicaux qui apparaissent fin octobre-début novembre jusqu´à fin mai.
  On note un double pic d´activité, un à la mi-janvier, et l´autre entre mi-février et début mars. Pour le bassin Australie/Océan Indien Sud-Est, la baisse d´activité de début février est un peu plus prononcée que celle du bassin de l´océan Indien Sud-Ouest.
  
  
• La saison cyclonique officielle pour le bassin Atlantique est comprise entre le 1 juin et le 30 novembre.
  Des ouragans se sont produits en dehors de cette période de six mois, mais ces dates ont été choisies car elles comprennent plus de 97% de l´activité tropicale. Le 1er juin est la date de début de saison en Atlantique depuis des décennies, mais la date de fin de saison a été décalée lentement du 31 octobre au 15 novembre pour finalement s´arrêter au 30 novembre.
  Le bassin Atlantique montre un pic d´activité marqué d´août à octobre avec
  • 78% des jours de tempêtes tropicales,
  • 87% des jours d´ouragans mineurs (catégories 1 et 2 sur l´échelle de Saffir-Simpson),
  • 96% des jours d´ouragans majeurs (catégories 3, 4 et 5 sur l´échelle de Saffir-Simpson). (Landsea 1993).
  Le maximum d´activité se situe dans la première quinzaine de septembre. On peut cependant avoir des années où des cyclones se produisent " hors saison " principalement en mai ou décembre.
  
  
• Le bassin Pacifique Nord-Est a une période d´activité plus grande qui commence fin mai-début juin et se termine fin octobre-début novembre avec un pic d´activité fin août-début septembre.
  Les dates officielles de la saison cyclonique pour ce bassin sont du 15 mai au 30 novembre.
  
  
• Le bassin Pacifique Nord-Ouest peut connaître des épisodes cycloniques pendant toute l´année. Il n´y a pas de définition officielle de saison cyclonique pour ce bassin.
  Le minimum d´activité notable se situe entre février et la première quinzaine de mars. La saison principale se situe entre juillet et novembre, avec une activité maximale entre août-début septembre.
  
  
• Le bassin du nord de l´océan Indien a un double pic d´activité en mai et novembre bien que l´on puisse voir des systèmes tropicaux d´avril à décembre. Les cyclones (vents>33 m/s [64 nœuds ou 119 km/h]) se produisent presque exclusivement d´avril à juin et de fin septembre à début décembre.
  
  
• Pour le bassin Australie/Océan Pacifique Sud-Ouest, la saison commence fin octobre-début novembre, avec une activité maximale entre février et début mars, et se termine en mai.

Sujet G2) Quelle est l´influence du phénomène El Niño/Oscillation Australe sur l´activité cyclonique de la planète ?

Le bassin Australie/Pacifique Sud-Ouest montre un changement prononcé d´activité avec moins de cyclones tropicaux entre les 145 et 165E et plus de cyclones à l´est du 165E pendant les épisodes El Niño (ENSO chaud). On note également une légère tendance à voir des cyclones tropicaux se former plus près de l´équateur.
Le phénomène inverse se retrouverait pendant les événements La Niña (ENSO froid). Voir les publications de Nicholls (1979), Revell and Goulter (1986), Dong (1988), Nicholls (1992).

L´hypothèse a été avancée que la partie ouest du Pacifique Nord-Est (du 140W à la ligne de changement de date) connaissait plus de genèses de systèmes tropicaux pendant les années El Niño et que les trajectoires de systèmes tropicaux étaient plus nombreuses dans l´année suivant un El Niño (Schroeder and Yu 1995), mais ceci n´a pas été formellement démontré.

Les bassins Pacifique Nord-Ouest et Pacifique Sud-Ouest, connaissent un changement de localisation des systèmes tropicaux sans que leur fréquence en soit affectée. Pan (1981), Chan (1985) et Lander (1994) ont remarqué que pendant les épisodes El Niño, il y avait une réduction de la cyclogénèse à l´ouest du 165°E et une augmentation entre le 165°E et la ligne de changement de date. l´inverse se produit pendant les épisodes La Niña.
Encore une fois, pour ce bassin, beaucoup de systèmes se forment plus près de l´équateur.

La partie est du Pacifique Nord-Est et l´océan Indien ont aussi montré de petites variations des phénomènes tropicaux pendant les épisodes El Niño, mais ces changements n´ont pas été étudiés dans le détail. Toutefois pour la partie Sud de l´océan Indien, il semble que les années El Niño contribue à une activité cyclonique accrue sur la partie ouest du bassin, et les années La Niña sur la partie est du bassin.

Sujet G3) Quel est l´impact du réchauffement climatique sur l´intensité des cyclones, leur fréquence, ainsi que sur les précipitations ?

Traduction de la contribution de Chris Landsea.

1. Récemment, sur tout le globe, de nombreux systèmes tropicaux ont causé beaucoup de dégâts. Ceci inclut 10 systèmes ayant atterri au Japon en 2004, cinq systèmes qui ont concerné les Iles Cook en une seule période de cinq semaines en 2005, le cyclone Gafilo à Madagascar en 2004, le cyclone Larry en Australie en 2006, le typhon Saomai en Chine en 2006, et les saisons extrêmement actives en Atlantique en 2004 et 2005, incluant la catastrophe socio-économique de l´ouragan Katrina.
2. Des articles scientifiques récents ont signalé un accroissement important de l´énergie, du nombre, et des vitesses de vent - dans certaines régions - des systèmes tropicaux au cours des dernières décennies, en liaison avec des températures de surface de la mer plus chaudes.
   D´autres études montrent que ce sont les modifications dans l´instrumentation et dans les techniques d´observations qui sont responsables de ces changements.

1. Bien qu´il y ait une évidence à la fois pour et contre l´existence d´un signal anthropogénique dans les données climatologiques sur les systèmes tropicaux, aucune conclusion définitive n´a pu être dégagée sur ce point.
2. Aucun système tropical pris dans son individualité ne peut directement être attribué au changement climatique.
3. L´accroissement récent de l´impact social des systèmes tropicaux est largement causé par l´augmentation de la population et des infrastructures dans les régions côtières.
4. Le suivi des vitesses de vent au sein des systèmes tropicaux a été modifié de façon significative au cours des dernières décennies, rendant difficile la tâche de dégager des tendances précises.
5. La variabilité pluri-décennale des systèmes tropicaux observée dans certaines régions est à l´origine de débats non clôts à l´heure actuelle, pour déterminer si les causes sont naturelles, anthropogéniques ou une combinaison de ces deux facteurs.
6. Il est probable que si le climat continue à se réchauffer, cela s´accompagnera d´une augmentation des pointes de vitesse de vent et des précipitations. Les modèles et la théorie prévoient une augmentation de 3 à 5% de la vitesse de vent pour chaque degré Celsius d´augmentation des températures de surface de la mer dans les tropiques.
7. Il y a une contradiction entre les faibles changements prévus dans les vitesses de vent par la théorie et les modèles, et les changements importants signalés par certaines études relatives aux observations.
8. Bien que les simulations récentes des modèles de climat prévoient une baisse, si ce n´est aucun changement dans le nombre total de systèmes tropicaux au sein d´un climat plus chaud, on n´accorde que peu de crédit à cette prévision. De plus, on ne sait pas comment les trajectoires ou les zones d´impact des systèmes tropicaux changeront dans le futur.
9. D´une région à l´autre, il existe de grandes différences dans les méthodes utilisées pour la surveillance des système tropicaux, et toutes les régions ne bénéficient pas de mesures in situ effectuées lors de reconnaissances aériennes. Ces restrictions significatives vont continuer à rendre difficile la détection de tendances fiables.
10. Si l´élévation prévue du niveau de la mer dû au réchauffement climatique se produit, alors la vulnérabilité face aux inondations liées aux ondes de tempête des systèmes tropicaux serait accrue.

Une version PDF du rapport officiel est disponible ici.

Sujet G4) Pourquoi les cyclones tropicaux surviennent-ils principalement en été et en automne ?

• température de l´eau de mer élevée (au moins 26°C) ;
• atmosphère tropicale chaude et humide, qui facilite la convection (cumulonimbus) ;
• faible cisaillement vertical du champ de vent dans la troposphère ;
• apport non négligeable d´un mouvement initial de grande échelle (soit à travers le thalweg de mousson, soit par les ondes d´est).

Sujet G5) Qu´est-ce qui détermine la trajectoire des cyclones ?

En première approximation, on peut imaginer que les systèmes tropicaux suivent le flux directeur de leur environnement troposphérique (de la surface à environ 12 km). Le Dr Neil Franck, ancien directeur du National Hurricane Center de Miami, comparait le mouvement des cyclones avec celui d´une feuille emportée par le courant, mis à part le fait que pour un cyclone le courant n´avait pas de limites définies.

Aux latitudes tropicales (de l´équateur aux 20/25° nord ou sud), les systèmes tropicaux se déplacent globalement vers l´ouest avec une faible composante vers les pôles. Ceci parce-qu´il existe un axe de hautes pressions subtropicales qui s´étend d´est en ouest sur la face polaire du système.
Sur la face équatoriale de ces zones anticycloniques soufflent en permanence les alizés. Une faiblesse peut apparaître dans cette ceinture de hautes pressions en liaison avec la formation d´un thalweg dans le courant jet; à ce moment-là le système tropical peut incurver sa trajectoire vers le pôle et recourber vers l´est.

Sur la face polaire de la ceinture subtropicale de hautes pressions règnent les vents d´ouest qui entraînent le cyclone vers l´est. Ce sont ces vents d´ouest qui déplacent les dépressions polaires avec leurs fronts chaud et froid associés d´ouest en est. Il est souvent difficile de prévoir si un thalweg va permettre à un système tropical de recourber sa trajectoire ou si le système va continuer tout droit et atterrir.

Sujet G6) Pourquoi n´y a-t-il jamais de cyclones sur l´océan Atlantique Sud ?

En mars 2004, un ouragan s´est formé dans l´océan Atlantique Sud et a atterri au Brésil. Mais la question demeure de savoir pourquoi les ouragans sont si rares en Atlantique Sud.
Bien que beaucoup de monde en attribue la cause à une température de l´eau de mer trop basse, les raisons essentielles de l´absence des cyclones tropicaux sur l´océan Atlantique Sud sont d´une part, la présence permanente d´un fort cisaillement vertical du vent dans la troposphère et d´autre part, la zone de convergence intertropicale (ZCIT) qui ne passe jamais l´équateur (Gray 1968)
En l´absence de ZCIT initiatrice de tourbillon synoptique et de convergence (i.e. mouvement cyclonique et activité orageuse) et en présence d´un fort cisaillement de vent, il devient très difficile sinon impossible d´avoir de cyclogenèse.

Toutefois, McAdie and Rappaport (1991) ont signalé que le Centre des Ouragans américain (National Hurricane Center -NHC) a suivi en avril 1991 une tempête tropicale modérée qui s´était formée au large du Congo et avait évolué vers l´ouest sud-ouest avant de disparaître sur le centre de l´Atlantique Sud au bout de cinq jours.
A ce jour, aucune étude n´a été entreprise pour éclaircir les conditions qui ont accompagné cet événement rare.

Rapport de la "Penn State University" sur le système de l'Atlantique Sud.

Sujet G7) Combien y-a-t-il d´éclairs dans un cyclone ?