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Problématique
Après une année 2004 qui a vu, entre août et septembre, une succession de cyclones (hurricane en américain) dévastateurs dans les îles des Caraïbes et en Floride : Bonnie, Charley, Frances, Ivan, Jeanne… , une année 2005 où deux cyclones Katrina et Rita ont atteint le niveau d'intensité 5, le plus élevé de l'échelle, l'année 2008 a, à nouveau, connu des cyclones extrêmement meurtriers (Haïti) avec Ike, Hanna, Josephine (Météo de Floride le 05/09/2008 sur You Tube). Les scientifiques (et les politiques) s'intéressent de près à la prévision des cyclones. Depuis quelques années les satellites surveillent leur maturation et leur progression. Qu’est-ce qu’un cyclone ?
Exemple de dégâts causés par des cyclones : Ivan le 18/09/2004 - Isabel (2003) - Katrina (2005) se reporter à la Rubrique Bibliographie et Internet.
Des documents à interpréter
Certains documents sont tirés des fiches proposées par M. et J-C. Le Hir, académie de Créteil : http://svt.ac-creteil.fr/spip.php?article1745 et M. CARIOU et P. ETCHEMENDY, académie de Toulouse : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/Etchemendy/cyclone/cycloneaccueil4.htm
Quelques images de cyclones
Les cyclones de l'hémisphère Nord
HAUT DE LA PAGE
Les cyclones de l'hémisphère Sud
Dans l'Océan Indien méridional à l'est de l'Afrique australe et de Madagascar (à gauche), un train de quatre cyclones tropicaux a été capturé dans cette image en vraie couleur faite à partir des observations rassemblées en alternant des passages des satellites Aqua et Terra.
Les cyclones décrits sont d’ouest en est : Gerry, Hape, 18S, et Fiona. Chacun de ces cyclones est à une étape différente du développement, bien que tous se déplacent généralement vers l’est ou au sud-est.
En date du matin du 12 février 2002,
- Fiona a été prévu pour s'affaiblir et se déplacer vers le Pôle du sud ;
- 18S a été prévu pour intensifier lentement en se déplaçant vers le sud-est ;
- Hape a été prévu pour se déplacer vers l'est et s’intensifier ;
- Gerry a été prévu pour maintenir son intensité courante et pour se déplacer vers le sud-est.
Terra est passé au-dessus de ce secteur le matin, se déplaçant d’est en ouest, pour fournir la deuxième et quatrième partie de l'image (de droite à gauche).
Aqua est passé au cours de l'après-midi, se déplaçant également d’est en ouest, fournissant la première et troisième partie.
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Voir aussi une image de nuages cycloniques au-dessus de l'Atlantique Sud (29/04/2009) - http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=38388 |
Mesures effectuées par satellite permettant de comprendre le fonctionnement des cyclones
Température à l'intérieur d'un cyclone
Cyclone Isabel ( 6 au 18 septembre 2003)
Visualisation 3D des températures au dessus des Caraïbes
Source et documentation à http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16323#navbar
Animation téléchargeable à http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/Images/AIRS_Isabel.mpg
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Image de synthèse d'après les données du canal infra-rouge fournies par le satellite Aqua. Cette image décrit les changements de température à l'intérieur du cyclone.
Trois surfaces isothermes sont représentées :
- la surface rouge correspond à une température de 17°C
- la surface orange correspond à une température de 0°C
- la surface jaune correspond à une température de -23°C
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Cyclone Floyd (image prise le 14 septembre 1999 à 13h GMT) voir l'image en couleur réelle et en relief en haut de page.
Ne pas se tromper dans l'interprétation
La température mesurée par satellite est celle de la surface réfléchissante.
En conséquence par temps clair, la température mesurée est celle de la surface des mers er des continents.
Par contre au niveau du cyclone, la température mesurée est celle de la surface de la couche nuageuse la plus élevée.
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HAUT DE LA PAGE
Hauteur des nuages d'un cyclone
Intensité des pluies à l'intérieur d'un cyclone
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À gauche, ci-contre
Cyclone Isidore (septembre 2002 entre le Venezuela et les USA)
Cette image montre la structure verticale des précipitations le 21 septembre 2002 à 7.00 du matin. La coupe AB est orientée SW-NE.
La pression au centre était de 969 millibars et la vitesse du vent de 85 noeuds.
Super typhon Choi-Wan (15 septembre 2009)
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Vitesse des vents à l'intérieur d'un cyclone
Cyclone Georges - Vitesses des vents enregistrées le 20 Septembre 1998 à 15H00 à l'approche des Petites Antilles vitesses exprimées en noeuds.
(1 nœud = 1 mile nautique/h soit 1,852 km/h)
Carte des vents du Pacifique le 9 août 1999 lors du passage du typhon Olga près des côtes chinoises. Sources et informations
Carte des vents et des pluies au passage du cyclone Floyd au large des Antilles, le 13 septembre 1999. Sources et informations
Noter l'échelle de vitesse des vents dans le coin inférieur gauche de l'image.
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Fréquence statistique des cyclones
(Source R. Mayençon -Météo France)
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Pression atmosphérique et vitesse des vents au niveau du sol lors du passage d'un cyclone ainsi que la température de l'air à 5 000 m (valeur de référence de la pression atmosphérique au niveau de la mer: 1013 hPa)
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Coupe schématique d'un cyclone tropical de l'hémisphère Nord
(d'après une illustration extraite du livre "les cyclones à la Réunion " de Mirielle Maryoka)
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Dans le cadre du mouvement ascendant, l'air se refroidit par détente. La saturation est rapidement atteinte, il se forme alors d'impressionnants nuages (les cumulo-nimbus). La masse nuageuse peut atteindre 1700 km de diamètre et 18 km de hauteur.
Le mouvement vertical entraîne aussitôt des mouvements d'air horizontaux, d'autant plus rapides et vio-lents que la différence de pression est grande entre la périphérie de la colonne et son centre.
Complément - Modélisation animée montrant le fonctionnement de l'œil du cyclone Bonnie et la formation d' "une tour nuageuse chaude" (1998) |
Température de la surface de l'océan lors de la formation du cyclone Alley (2003)
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Autres documents
Température de la surface de l'Océan au début de la saison des cyclones en juin 2010.
http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=44166
Quatre cartes mensuelles des températures de l'Atlantique Nord à chaque début de saison pour l'année 1997.
http://svt.ac-creteil.fr/spip.php?article1736
Cartes des températures de l'Atlantique Nord à la date des cyclones Emily et Georges :
http://svt.ac-creteil.fr/spip.php?article1744
Les eaux chaudes de surface des océans représentent la source énergétique des cyclones - Carte de la température des eaux de surface des océans du Globe au 18 septembre 2005. Un document complémentaire en anglais.
La prévision de trajectoire du cyclone Rita, sa trajectoire, la vitesse des vents et la prévision de trajectoire en date du 21 septembre 2005.
La température des eaux de surface peut être appréciée en mesurant les variations de niveau des mers par rapport au niveau moyen (Mesures altimétriques réalisées par le satellite Jason).
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Source, informations complémentaires et agrandissement : http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=16296
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Mesure de la température de la surface de l'océan à travers les nuages après le passage du cyclone Bonnie (1998).
Alors que le cyclone Bonnie atteint les côtes américaines, on remarque un deuxième cyclone en bas à droite de l'image, au large des Antilles, le cyclone Danielle qui semble suivre la même trajectoire.
Refroidissement de la surface des eaux du Golfe du Mexique après le passage de Katrina et Rita (2005)
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Source, informations complémentaires et animation (Bonnie + Danielle) : http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=2918
Refroidissement de la surface des eaux du Golfe du Mexique après le passage de Katrina et Rita
http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/NewImages/images.php3?img_id=17164
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