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CLIMATOLOGIE DANS LE BASSIN DE L'OCEAN INDIEN

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CLIMATOLOGIE DANS LE BASSIN DE L'OCEAN INDIEN

Message  Eric G le Mer 3 Sep - 14:44



ACTIVITES CLIMATIQUES DANS L'OCEAN INDIEN
Par : Eric G










Introduction

La météorologie est passionnante et utile . Gardons cependant à l'esprit qu'elle n'est pas une science exacte !

Observateur du système climatique dans l'Océan Indien , autodidacte à mes heures et amateur d'imagerie satellite météo , je transmets ici mon modeste exposé sur ce qui me semble essentiel à connaitre sur ce milieu océanique . C'est une simple approche dénuée de technicité complexe ,
un compte rendu dans lequel  de nombreux renvois amènera le lecteur à de plus amples informations .

Pour commencer , si je devais donner une définition du climat , je dirais simplement que c'est l'observation d'un ensemble de conditions atmosphériques au dessus d'une zone définie , avec ses changements au quotidien .

L'Océan Indien , avec ses 75 millions de Km2 , est le plus petit des océans de la planète . Il bénéficie d'une circulation qui lui est propre et qui vient de sa configuration .
Dans sa partie nord , on y trouve une vaste zone d'eau chaude , profonde , sujette à des variations thermiques et barométriques . Cela se traduit par un phénomène de mousson important et au développement de talweg intertropical pendant l'été .
A l'ouest , le continent Africain est le grand responsable pour ce qui est de la concentration des flux puissants et rapides de l'air dans la partie ouest de l'océan .
Les alizés , si caractéristiques de l'Océan Indien , fait baigner l'ile de la Réunion , été comme hivers , de ses vents doux mais aussi chahuteurs , au rythme des saisons et des anticyclones .



Les saisons dans le bassin

Dans l'Océan Indien , l'année se divise en deux grandes saisons :
- la saison chaude (l'été)
- la saison froide (l'hiver)

L'été s'étend sur une période de quatre mois , de Décembre à Mars .
L'hiver s'étend également sur une période de quatre mois , de Juin à Septembre .

Avril-Mai et Octobre-Novembre sont deux périodes de transition .


L'Eté à la Réunion

L'été est chaud , humide et pénible . C'est la saison des cyclones et des orages .
Une mousson de nord-ouest persiste .
L'océan est souvent calme .
Les journée sont longues .
Les températures moyennes minimales sont de 23 ° , maximales de 30° et maximales absolu de 38° .
Les Alizés sont présents mais se raréfies .
En altitude , la couche humide s'étend à toute la troposphère à cause de la suppression de l'inversion (phénomène par lequel une couche stable d'air froid se retrouve piégée sous de l'air plus chaud) .

La vitesse moyenne des vents est de 12-15 noeuds en été .

A partir de Janvier , les perturbations cycloniques commencent à augmenter .
Février est le mois d'Eté par excellence . On observe une baisse de la pression barométrique . La descente de la Zone de Convergence Intertropicale (ZCI) débute avec des dépressions à faible gradient .
Les anticyclones restent actifs .

Mars est le mois le plus arrosé .
C'est la période des dernières incursions de la ZCI avec cependant les premières poussées anticycloniques pour la saison fraiche .
Les alizés sont plus fréquentes .


L'hiver à la Réunion

Les anticyclones s'établissent et sont puissants .
La ZCI est maintenue au loin et les Mascareignes restent sous l'influence des hautes pressions méridionales et des perturbations polaires (fronts froids ) .
Il y a domination des Alizés .
Les températures sont basses .

Les températures moyennes minimales sont de 17° , 24° pour les maximales et environs -5° pour les minimales absolus (dans les hauts de la Réunion) .
L'humidité relative est inférieur à celle de l'été .
Les précipitations diminue de mois en mois .

La moyenne des vents est de 20-25 noeuds en hivers .

Juin est le mois de prélude . C'est la période du "temps moyen" avec des anticyclone peu puissants ,
prématurés par les passages des couloirs dépressionnaires .
En juillet , les anticyclones sont puissants et stables . Les alizés sont forts . Les pressions augmentent .
Le mois d'aout voit la plénitude de la saison fraîche avec fréquents passages de fronts froids .
Le mois de septembre enfin est le débuts des affaiblissements subtropicales .

Je signale que toutes ses données ne sont que schématiques et sont sujets à des irrégularités en fonction du positionnement des couloirs dépressionnaires , de la puissances des anticyclones et des morcellements cellulaires .


Carte des Mascareignes


La circulation des flux dans l'océan indien

Dans la partie nord , la circulation des flux est influencée par l'Asie , l'Afrique et l'Australie , là où les eaux et les terres s'interpénètrent .
On observera que l'océan indien n'est en contact avec les eaux froides polaires que par le sud de l'inde . C'est pour cela qu'il reste un océan à températures chaudes .
Les eaux sont également influencées par les reliefs étendus et les hauteurs exceptionnelles du continent Asiatique , aboutissant à une circulation atmosphérique considérable dans la troposphère , provoquant ainsi le partage des flux d'air thermique , source de chaleur pour les couches supérieures .
L'Asie reste bien le continent le plus influent sur la circulation atmosphérique de l'océan indien , particulièrement pour les formations anticycloniques subtropicaux et les basses pressions intertropicales .


Les hautes pressions subtropicales (A ou H)

Les hautes pressions subtropicales oscillent aux environs du 35èmes parallèles sud . La ceinture se compose de quelques cellules que séparent des couloirs dépressionnaires et par lesquelles s'effectue la circulation .
On y trouve :
- une cellule sur le sud de l'Afrique ,
- une autre au sud des Mascareignes ,
- une troisième à l'est de l'océan indien
- une quatrième sur l'Australie .
Leur transition se fait d'est en ouest et sont de caractères anticycloniques . La pression moyenne de ces cellules tourne autour de 1020 mb en été et 1035 en hiver .
Si on constate que les couloirs dépressionnaires affaiblit leur puissance , on peut aussi remarquer que les expulsions d'air polaire les renforcent .
Les anticyclones peuvent s'élever jusqu'à la tropopause , puis ils s'éloignent de l'équateur par les vents thermiques .



Les climats dans le monde








Les vents

Au centre des cellules anticycloniques (les hautes pressions (A)) , on constatera toujours que les gradients de pression (ou différence de pression entre deux zones) sont nuls .
C'est ce qu'on appelle la zone de calme subtropical .
Les vents venant de l'ouest par contre , eux , atteignent plus de 50 noeuds (les quarantièmes rugissants) et sont la causes du soulèvement de hautes vagues dans l'océan .
Ils sont variables dans leur vitesse mais aussi dans leur direction .
Les vents venant de l'est enfin sont les alizés . Ce sont des vents divergents issus des cellules anticycloniques et sont fonctions de la position , de la force et de l'extension de ses cellules .
Plus on se rapproche de l'équateur , plus la force de Coriolis diminue .






Les basses pressions intertropicales (D ou L)

Les basses pressions (isobares dont la pression est minimale au centre) sont les gouttières entre les ceintures anticycloniques , à la limite des circulations qu'elles engendrent . Les pressions au sein de ses formations avoisinent les 1010 mb .

Les basses pressions apportent généralement du mauvais temps et des ciels couverts ainsi que des phénomènes météorologiques comme les averses , les orages , les ouragans ou les tempêtes .
En effet , le mouvement vertical de l'air y est vers le haut (ascendance) suite à une convergence des vents près du sol et d'une divergence en altitude . Ce processus diminue la température de l'air, parce qu'il subit une détente adiabatique , et il arrive un point où celle-ci atteint la valeur de saturation par rapport à l'humidité contenue dans l'air . Il y a à partir de ce niveau condensation d'une partie de plus en plus grande de la vapeur d'eau dans la parcelle qui forme un nuage .

Sous les tropiques , les cellules de basse pression sont constituées de nuages et de précipitations qui sont entièrement de types convectifs , et ils ont une organisation particulières en bandes . Ils ne sont pas associés à des fronts et donc la température de surface autour de ces systèmes est généralement uniforme .



Début de formation d'un système dépressionnaire dans la ZCI



La Zone de Convergence Intertropicale (ZCI)

Dans cette zone , l'activité convective est extrêmement variable . Les bandes nuageuses qui s'y forment se renforcent ou se dissipent continuellement . Leur évolution est considérable au cours d'une même journée . Elles sont essentiellement constituées de cumulonimbus et de turbulences . Ce sont des phénomènes dynamiques .
Il faut savoir que la zone de basse pression intertropicale est le résultat de l'équilibre instable entre les poussées originaires des deux hémisphères . Toutes les modifications de cet équilibre , soit par l'affaiblissement des anticyclones ou soit par le renforcement ,  se traduit immanquablement par des déformations ou des déplacements des lignes de convergence .
(On appelle ligne de convergence une perturbation lié à des courants convergents qui se situe en dehors des perturbations frontales classiques (front chaud , front froid ou front occlus) . Elle s'accompagne presque toujours de différences thermiques et on peut parler de mini front .)
L'instabilité convective peut être importante , avec formation de cumulus et de stratocumulus . Cette circulation très caractéristique est un élément essentiel du transfert de chaleur de la basse vers la haute atmosphère , transfert indispensable à l'équilibre énergétique de la terre .







Limite et phénomènes dans la ZCI

Cette ceinture a seulement quelques centaines de kilomètres de zones de basses pressions près de l'équateur . Elle est formée par la convergence des masses d'air chaudes et humides anticycloniques provenant des tropiques portées par les alizés .
Elle est caractérisée par des mouvements convectifs des cellules de Hadley et , en règle générale , elle est formée par d'importants cumulonimbus .

Les cumulonimbus sont des nuages se situant entre 300 et 3500 m d'altitude . Mais leurs sommets peuvent dans certaines conditions atmosphériques atteindre 18000 m .
Ce sont des nuages d'origine convective ayant une forte extension . Leurs formations sont favorisées par des conditions d'air chaud et humide près du sol , mais plus froides et sèches en altitude . Comme pour les cumulus , ils se forment suite à la convection causée par le réchauffement solaire de l'air près du sol . En son sein , il peut y avoir de sévères orages .

Outre la poussée d'Archimède , les courants ascendants peuvent être due à un fort différentiel de pression à l'intérieur . L'air est alors aspiré à l'intérieur du nuage dont la vitesse dans des conditions extrêmes peuvent dépasser les 140 km/h .
Si les conditions sont réunis , des dépressions peuvent se former .
En été , lorsque les conditions climatiques sont là (chaleur , évaporation , humidité ...) et qu'elles se dégradent très sérieusement , on peut assister à de fortes précipitations et dans les cas les plus extrêmes , à la formation de forts cyclones .







Les courants d'altitude

On les retrouve au dessus de 3000 mètres d'altitude , avec une circulation sur la partie équatorial des formations anticycloniques .
En été , la translation des basses pressions font qu'ils s'étendent jusqu'en Inde .
La vitesse des courants d'altitude est faible mais se renforce en hivers .
Plusieurs courants convergent ainsi entre les Philippines et Madagascar . (courant-Jet)
On y trouve des extensions qui circulent sur la face polaire des anticyclones et qui peuvent atteindre les 10000 mètres . Leur vitesse augmente avec l'altitude .
Ils sont variables dans l'hémisphère sud .


Les formations convectives

Le mouvement convectif est causé par la différence de température entre la parcelle d'air soulevée et l'environnement plus froid en altitude .
Il peut être déclenchée soit par un réchauffement du sol , soit par le mouvement d'une masse d'air froid au-dessus d'un plan d'eau relativement chaud .
En générale , les nuages convectifs aboutissent à la classe des cumulus , formés dans des couches d'air instables et sont chargés d'humidité ou d'averse .
Si l'instabilité de l'air devient plus grande , on obtient alors des cumulonimbus , voir des orages .
Ces nuages sont généralement déclenchés par un front ou à l'avant d'une dépression . Ils peuvent être associés à des altocumulus (alto = plus haut) .



Photo : NOAA 19 - La Réunion sous les nuages convectifs



Madagascar et son influence sur la circulation

L'ossature montagneuse et dissymétrique (irrégulière) , ainsi que l'altitude , la longueur et l'orientation de la grande ile constitue un obstacle majeure à la circulation tant au niveau atmosphérique que maritime .
L'ile divise les alizés vers le nord lui donnant une composante sud-est et sud , ainsi qu'une composante nord , nord-est .
Seule les flux supérieurs à plus de 1000 mètres traversent l'ile et aboutissent soit à une surpression , soit à une dépression .
Coté courants maritimes , les eaux sont également divisées pour être entrainées à l'est et à l'ouest . Ils constituent par leur force et leur importance un facteur important de dérive thermique .


Les Alizés et les types de temps à la Réunion

Définition du vent

Le vent naît sous l'effet des différences de températures et de pression .
Si de l'air lourd et froid descend , la pression sur la terre est haute  .
Si de l'air chaud et léger monte , la pression est basse .
Dans les couches hautes de l'atmosphère , l'air chaud qui est plus léger va monté pour y créer une zone de basse pression . En même temps , il va attirer à lui une autre masse d'air : celle de haute pression .
C'est la différence de pression entre les deux masses d'air qui produit le vent , car l'air contenu dans la zone haute pression va naturellement s'engouffrer dans la zone basse pression .
Il y a mouvement : c'est le vent . Smile

Comme le soleil chauffe les mers et les continents à des rythmes différents , et que les mers et les continents chauffent à leur tour les masses d'air au dessus d'eux , alors l'air se met en mouvement par l'augmentation de son volume . Il devient plus léger et s'élève .

Les alizés sont donc le déplacement des masses d'air lorsque l'air chaud s'élève de l'équateur et que d'autres masses d'air plus froides provenant des pôles viennent le remplacer .


Les différents Alizés

Sous les tropiques , nous observons au moins 3 types d'alizés :
- les alizés d'est et de sud-est
- les alizés du sud
- les alizés de nord-est


* Les Alizés d'est et de sud-est

Ce sont des vents différents à causes des nombreux facteurs qui interviennent dans leur circulation (régions au vent ou sous le vent , plaine ou montagne ) . Ils peuvent apporter du temps maussade , des averses , des rafales de vent ou du soleil .

La présence des alizés à la Réunion est de l'ordre de 50% sur une année . Leur flux est rapide et constant en hivers . Ils se forment par inversion , empêchant la déperdition de la chaleur et de l'humidité en altitude . Cela limite la convection de la couche inférieure de la troposphère , limitant ainsi la formation de cumulonimbus (nuages de grosse pluie ) .

Les cumulus d'alizés , alignés en bandes parallèles , se forment et se dissipent continuellement .
Ils peuvent atteindre entre 5 et 80 kilomètres en fonctions de leur convection . Le relief de l'ile est propice aux ascendances , accroissant la nébulosité (nuages légers) .
Nébulosités et précipitations sont facteurs de la hauteur de l'inversion , des phénomènes de convergences et de divergences qui se produisent dans les courants , liés à la confluence ou la diffluence .

Le régime d'alizés se traduit bien souvent par :
- une poussée barométrique ,
- un flux épais ,
- une inversion des températures ,
- un air plus frais (si front) , 
- une couverture nuageuse .
Sa durée est de 2 à 3 jours environs . Ils sont liés à la présence d'un anticyclone en déclin .


* Les Alizés du sud

Les alizés du sud sont souvent accompagnés d'air froid dû à l'extension et à la force d'un anticyclone , ainsi que de la présence d'un front froid .


Manifestations de vent froid avec Front (Front froid)

Les manifestations de front polaire sont peu fréquents dans le sud ouest de l'océan indien .
Par contre , elles le sont d'avantage à l'est de l'Afrique et au sud de Madagascar . Ils n'atteignent les Mascareignes que si les anticyclones post frontal sont assez forts pour repousser les hautes pressions orientales .


Fonctionnement d'un front

L'atmosphère terrestre est constituée de masses d'air différentes suivant la latitude . Cela peut être :
- de l'air polaire qui est froid , sec et dense
- de l'air tropical , plutôt chaud , humide et léger

Ces masses d'air ne peuvent pas se mélanger .
Aux zones de contact , elles ne peuvent que glisser les unes sur les autres .
Ce sont des zones d'ajustement des masses , des zones de transition .
La rotation de la Terre , l'ensoleillement , les saisons ... , génèrent quant à eux des mouvements à l'intérieur de chacune de ces masses d'air .

La circulation de l'air à partir des deux pôles vers les régions tempérées va entrainer une zone de front polaire . Dans cette zone , des perturbations peuvent naitre suite à une amplification d'avancée de langue d'air chaud tropical dans la masse d'air froid polaire ou vice-versa .
Ces perturbations , poussées par des courants divers et des phénomènes météorologiques spécifiques suivant les latitudes , vont circuler .

Maintenant , sachant que l’air chaud est plus léger que l'air froid et que la vapeur d'eau est plus légère que l'air sec , la masse d'air la plus rapide écartera l'autre de son chemin . L'air le plus chaud sera toujours celui qui se soulèvera et s'élèvera le long de la surface de contact . Sa pression diminuera et il se refroidira .

Dans le cas d'un front froid , le phénomène sera constitué d'une air postérieur froid par rapport à une masse d'air antérieur chaud .
L'air froid , qui est lourd, va repousser activement l'air chaud plus léger , et ce dernier n'opposera pas trop de résistance puisqu'il est propulsé à la fois vers l'avant et vers le haut .
En s'éloignant du sol , l'air chaud va se refroidir et ne pourra plus retenir la vapeur . Etant chargé d'humidité , il se formera des nuages . L'humidité , ainsi que de l'air froid envahiront la zone .

Un front froid s'accompagne généralement :
- d'une baisse de pression
- d'une augmentation du point de rosée
- d'un affaiblissement du vent
- de froid

Les fronts froids traversant le bassin de l'Océan Indien proviennent du pôle Sud sous forme d’une bande nuageuse épaisse , compacte , arquée . Ils prennent généralement une direction de nord-est , et leur naissance se fait dans le tourbillon anticyclonique situé plus au sud .
Ils sont suivie de nuages épars : des cumulus ordonnés dans le sens du vent .
La vitesse de déplacement du front est variable : elle est en moyenne (quand il n’est pas retardé par un blocage anticyclonique) de 20 à 30 noeuds .

Sous les tropiques , à la limite de la zone de front polaire ( et à cause d'autres facteurs météorologiques spécifiques au secteur ) , les fronts froids sont moins "perturbateurs" par rapport à ceux de l'hémisphère nord . Quand ils atteignent les Mascareignes , ils sont bien souvent en "fin de vie" .
Même si l'équateur est la zone la plus ensoleillée de la Terre et l'endroit ou théoriquement il fait le plus chaud , les effets du fronts sur les terres sont bien présents . Les fronts froids sont évidemment des phénomènes d'hivers et la baisse de température sur la Réunion peut atteindre les 12° par rapport à l'été , un peu plus la nuit , surtout s'il s'agit des régions montagneuses .
L'ile de la Réunion n'étant pas si loin de la zone de convergence , les répercutions des fronts froids sont atténuées de part cette position géographique privilégiée , mais aussi parce que la ZCI est une zone de conflits où il fait chaud et où se forment les systèmes dépressionnaires dont le "carburant" est la chaleur .




Passage d'un gros front froid sur la Réunion .Photo : NOAA 19



Manifestations de vent froid sans front

Dans ce cas de figure , ce sont en fait des expulsions d'air polaire sans la présence de front . Le froid est lié à des cellules migratrices ou au renforcement d'un anticyclone avec une direction sud , sud-est .
Les alizés dans ce système s'accompagnent des mêmes conditions climatiques qu'avec front , avec cependant une vitesse de vent inférieur et une plus grande stabilité de l'air .
Les manifestations de froid sans front sont des phénomènes qui se rencontrent que dans les saisons intermédiaire à la Réunion (entre l'été et l'hiver) .


* Les alizés de nord-est

Ce sont des vents qui accompagnent le déclin d'un anticyclone , avec une baisse significative du vent (venant du nord) et une grande couverture de la couche humide .
Le ciel est souvent nuageux lors des alizés de nord-est , le temps est lourd et des averses sont présents dans la zone .



Les pluies d'été

La saison des pluies commencent généralement à partir du mois d'octobre . (Mousson)
Les pluies sont très localisées , denses et parfois abondantes .
Ce sont les cellules de convection qui les engendre . Leur maximum de nébulosité et de précipitation se fait dans les après-midi .


Les couloirs frontaux

Les couloirs dépressionnaires se rattachent aux dépressions de front polaire et sont à l'origine de la rupture de la ceinture de haute pression en se glissant entre les cellules migratrices qui se déplacent de l'Afrique du sud vers les Mascareignes . Ils mettent en communication les basses pressions polaires et le talweg intertropical (ligne de basses pressions entre deux zones de hautes pressions) .
Les couloirs frontaux apportent des manifestations classiques telles que l'arrêt des alizés , des brises localisées avec phénomènes de convergence , de fortes convections sur les plateaux et des instabilités humides de l'air .
Les nébulosités et les averses sont très localisées .


Les dépressions extra tropicales

Elles se forment lors des passages de fronts froids au sud du canal de Mozambique ou de Madagascar . Elles semblent être la résultante d'un front polaire ayant quittée une région continentale pour se déplacer vers les tropiques .
Généralement , les dépressions extra tropicales sont suffisamment fortes pour maintenir leur structure et donner naissance à une dépression . Leur direction est orientée Est et peuvent atteindre les Mascareignes .
On y observe une baisse de pression , une rotation des vents , une instabilité avec des orages et des  pluies abondantes .


Les Talwegs d'altitude

Les creux barométriques ou Talwegs (ligne de basses pressions entre deux zones de hautes pressions) apportent des changements de temps subites et aberrants .
Ils sont à l'origine de la dissociation d'un front froid et évolue d'une façon autonome dans les flux d'ouest jusqu'à la tropopause . On les rencontre surtout en hivers , avec des vents d'ouest , une forte extension de la couche humide , un refroidissement dans les hauts niveaux , une baisse de pression , des précipitations et une instabilité convective .


Les dépressions d'altitude

Ces dépressions peuvent descendre dans les niveaux inférieurs mais n'atteignent pas l'intensité d'un cyclone . L'instabilité de l'air est permanent et les conditions sont réunies pour la formation de cumulonimbus générateurs de pluies diluviennes et d'orage .


Les dépressions à faible gradient

Dans ses systèmes dépressionnaires , les pressions sont basses et le gradient peut être nul . La circulation est très ralentie . Les périodes de calmes durent plusieurs jours , avec présence de chaleur et d'humidité . Le ciel est bas et orageux , l'immobilité de l'air et de la mer rend l'atmosphère oppressant .
On les rencontre le plus souvent vers Mars et Avril .


Les ondes tropicales

Les ondes tropicales proviennent de la face équatoriale des anticyclones subtropicaux , suite au passage au sud des Mascareignes d'un couloir frontal .
Ce serait la rupture d'un talweg voyageant à des latitudes moyennes et qui pénètreraient dans les tropiques . S'en suit une rupture entre la partie polaire et la partie tropicale . L'un des éléments est entrainé vers l'ouest par les alizés et deviendrait une onde d'est .
La cassure se produit dans les Mascareignes .
On note lors de la présence d'ondes tropicales une baisse de pression , une rotation des vents du sud-est au nord-est , un refroidissement et de l'humidité en altitude .


Diagramme du principe des ondes tropicales (Wikipédia)




Les cyclones tropicaux




Le Sud Ouest du bassin de l'Océan Indien fait partie des 7 régions du globe qui sont particulièrement affectées par des cyclones dangereux .

Un cyclone tropicale est une immense masse tourbillonnaire dans laquelle l'accélération des vents se fait de la périphérie vers le centre .
Il en existe plusieurs types :
-
les dépressions (vents inférieurs à 63 km/h)
- les tempêtes tropicales (rafales ne dépassent pas 118 km/h)
- les ouragans (cyclones violents avec plus de 118 km/h )


La cyclogenèse

Concernant l'apparition des cyclones , il existe des conditions qui les favorisent  . Ces conditions proviennent de la surface et de l'altitude .
Ce sont :
- une température de l'eau de mer d'au moins 27°
- un paramètre de Coriolis suffisant pour la formation de vortex
- l'existence d'une dépression à rotation élevée , avec instabilité ( dépression orographique ou résiduelle d'origine polaire )
- une dépression de la zone de convergence intertropicale (ZCI)
- une zone de divergence en altitude , au dessus de 300 mb , nécessaire à l'évacuation de l'air ascendant
- un accroissement des flux sur les faces de la dépression
- un flux épais ne présentant qu'un faible cisaillement vertical
- un couloir frontal rendant possible les mouvements convectifs
- la rencontre des courants nécessaires à la circulation cyclonique

Avec du recul , il est heureux que de telles conditions ne soient pas toujours réunies en été sur le bassin cyclonique de l'océan indien , ce qui a pour effet d'éviter à la zone de subir un trop grand nombre de cyclone .
sunny


Structure d'un cyclone

Un cyclone de type tropicale se caractérise par 3 caractéristiques :
- à l'extérieur : des bandes en spirales (cumulus et cumulonimbus) pouvant s’étendre sur un rayon de 500 à 1000 km . Des courants verticaux ascendants et descendants y sont rapides entre la base et le sommet des cumulonimbus . Ils sont à l’origine de violentes turbulences  .
- à l'intérieur : un énorme anneau nuageux formé de cumulonimbus et qui constitue le bouclier de pluie
- au cœur : la partie principale du phénomène appelée "œil" de l’ouragan ou zone de calme .

Dans l’œil du cyclone , le vent est faible , la mer est houleuse et désordonnée , la pression est minimale . Son diamètre peut atteindre 30 à 200 km .

La violence du cyclone est maximale dans ce qui est appelé le "mur" , surface circulaire de nuages qui encercle l’œil . Cette zone est extrêmement dangereuse . Elle est formée par des nuages à forte élévation verticale (les cumulonimbus) dont les sommets peuvent atteindre 10 à 15 km d’altitude et où des vents violents soufflent en rafales , accompagnés de précipitations souvent torrentielles .
Le vent , les pluies , les mouvements verticaux de l’air y sont particulièrement rapides et sont responsables de turbulences extrêmement fortes .
La vitesse des vents est fonction du gradient de pression .

La vitesse élevée des vents dans un cyclone s’explique par le fait qu’au centre de la dépression , l’air est beaucoup moins dense (environ 7 fois moins) que dans l’atmosphère avoisinante  . Le centre est un peu comme un espace "sous vide" et ce phénomène engendre un important appel d’air .
L’air environnant s’engouffre donc dans cet espace de basse pression où il subit une forte accélération .



Mécanisme d'un cyclone

Le cyclone est une machine thermique dont l'énergie provient de la chaleur latente libérée par la condensation de la vapeur d'eau . Cette chaleur réchauffe l'air et il se produit une dépression près de la surface océanique à l'origine d'un flux d'air rapide vers le cœur de la dépression .

Quatre flux sont mises en jeu :
- un flux verticale ascendant
- un flux horizontale convergent
- un flux horizontale divergent
- un flux vertical subsident (mouvement vertical du haut vers le bas ) qui ramène dans les basses couches l'air divergent supérieur .

Trois forces s'exercent sur les flux de surface et d'altitude :
- la force de Coriolis
- la force centrifuge
- la force de pression

  study  

Jean Leborgne a écrit:" L'accélération de Coriolis , dirigée du centre vers l'extérieur , imprime au flux de surface une déviation vers la droite , c'est à dire une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre , et au flux divergent d'altitude un mouvement à composante tangentielle anticyclonique .
Dans les couches inférieurs , l'air tourne donc en spirale autour de l'axe , à une vitesse inversement proportionnelle à la distance au centre , tandis qu'en altitude , dans le mouvement divergent , la vitesse tangentielle s'accélère proportionnellement à l'éloignement .

La force de centrifuge s'exerce également de l'intérieur vers l'extérieur . Elle favorise ainsi la divergence en altitude et s'oppose en surface au mouvement convergent .

Dans les basses altitudes , la force de Coriolis est faible à s'opposer à la force de pression .
Cette dernière s'exerce elle , de l'extérieur vers l'intérieur . Quand la force de pression est très élevée , la force centrifuge qui doit la compenser augmente dans les mêmes proportions , ce qui entraine une diminution du rayon de courbure . Etant fonction du rayon vecteur , elle croit à mesure qu'on se rapproche du centre , si bien qu'un équilibre finit par s'établir entre elle et la force de pression . Il en résulte la formation d'une zone où l'air convergent ne peut pénétrer , ou les vents sont faibles ou nuls : c'est l'oeil du cyclone .

Dans les hauts niveaux , l'air ascendant est évacuée vers l'extérieur , à l'exception d'une petite partie qui retombe dans l'oeil .
S'il existe en surface une zone limite intérieure que l'air convergent ne peut franchir , il y a de même en altitude , une limite extrême que le flux divergent ne peut dépasser et dont le rayon dépend de la force de pression à ce niveau .

Pour que l'évacuation de l'air se fasse à grande distance , condition indispensable à la formation et au développement du cyclone , il est nécessaire que les mouvements ascendants soient surmontés d'une zone de divergence , en conformité à la loi des compensations des masses d'air supérieurs et inférieurs de la troposphère ."


Comme je le disais dans la cyclogenèse , un cyclone se forme lorsque la température de la surface des eaux est supérieure à 27°C .
Mais la température de surface de l'océan n'est pas le seul facteur qui explique la zone géographique de ces perturbations . Il y a aussi l'intervention de la force de Coriolis .
Au cours de l'évolution du phénomène cyclonique , on distingue des mouvements à deux échelles différentes :
- la rotation du cyclone lui-même qui résulte des effets combinés de Coriolis et du gradient de pressions atmosphériques à l'origine de la dépression
- le déplacement du cyclone au dessus de l'océan influencé par l'orientation des vents et également l'effet Coriolis .

Le moteur du cyclone est cette basse pression de l'œil qui attire les vents vers le centre . La force de Coriolis engendre alors une déviation des vents (sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud et sens inverse dans l'hémisphère nord) . Des lors , plus les vents essayeront d'entrer dans l'œil et plus ils seront déportés à cause de la force centrifuge . Les masses d'airs ne peuvent plus pénétrer , elles décrivent alors un cercle autours de l'œil .
Plus la pression sera basse dans l'œil du cyclone , plus les vents du mur de l'œil seront violents .








(Source image : Luxorion)






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Eric G
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