Hurricane season

Je prends la plume pour rassurer la famille et les amis au sujet de l’hurricane season (Saison des cyclones en français) alors que Ike s’approche du Texas.

Cette année a été particulièrement propice aux ouragans. D’ailleurs le 2 Septembre dernier, on dénombrait pas moins de 4 ouragans actifs dans le golfe du Mexique et dans la première semaine de Septembre, 4 tempêtes tropicales ont été observées.

Voici une vidéo réalisée du 23 Août au 9 Septembre 2008 par la NASA-GSFC en utilisant les données du satellite NOAA GOES.

Crédit: NASA-GSFC, data from NOAA GOES.

Les images du satellite GOES (2 images par heure) de l’hémisphère Nord permettent d’illustrer le parcours des tempêtes; portées depuis les sub-tropiques par les Alizés (trade winds) jusqu’au courant-jet (jet stream) aux latitudes plus élevées.

Alors comment ça marche?

L’atmosphère comme machine thermique

Le comportement de l’atmosphère peut-être expliqué comme un bilan non pas financier mais énergétique.

La radiation solaire est la seule source d’énergie extérieure pour l’ensemble Terre/atmosphère. Au cours du cycle d’absorption/ ré-émission des radiations, l’atmosphère et la Terre échangent de l’énergie. Le calcul de bilan d’énergie global montre que la Terre gagne de l’énergie par échange radiatif et que l’atmosphère en perd par rayonnement.

Le bilan énergétique est équilibré par le biais des processus non-radiatifs, comme la conduction (énergie latente – évaporation de l’eau) ou la convection (énergie sensible – mouvements verticaux turbulents), qui réchauffe l’atmosphère. Le réchauffement par l’énergie latente est le mécanisme dominant.

Si maintenant nous examinons le bilan radiatif en fonction de la latitude, nous voyons que les régions tropicales reçoivent un excès de radiation alors que les pôles sont en large déficit. Ici encore, les processus océaniques et atmosphériques vont agir pour rétablir l’équilibre. La circulation atmosphérique globale est le résultat de ce transfert d’énergie tropique-pôles.

Et les cyclones dans tout ça? Deux secondes, j’y viens.

Mais encore

Au niveau des tropiques, la circulation atmosphérique est gouvernée par la cellule de Hadley. En résumant, l’air chaud et humide converge à l’équateur. Cet air suit ensuite un mouvement ascendant dû à la convection. L’air se déplace vers les zones de pression plus basses en formant des orages. Quand il atteint les hautes partie de la troposphère, il est bloqué par la tropopause et se déplace alors vers les pôles.

Au dessus des mers des tropiques (ou la température des eaux de surface est plus élevés), on peut observer des très gros nuages (cumulus). Ce processus de convection profonde (deep convection) est la signature de la circulation atmosphérique dans les régions tropicales. Ces nuages accompagnés de pluies exportent de l’énergie de la surface terrestre à l’atmosphère.

Et les cyclones dans tout ça?

Tout ça c’est bien beau mais l’atmosphère est un moteur thermodynamique pas très efficace. De temps en temps, il arrive que ce manque d’efficacité résulte en un accroissement des disparités entre les sources chaudes et les puits froids. Cette disparité nécessite la formation d’un système de transfert énergétique plus efficace: le cyclone.

Chaque jour, quelque part, c’est la saison des cyclones. Ces tempêtes monstrueuses permettent de maintenir l’équilibre quand l’atmosphère transfère de la chaleur latente de l’équateur vers les pôles. On parle d’ouragans (hurricanes) ou de typhons (typhoons) suivant l’endroit où ces cyclones apparaissent:

• ouragans pour l’atlantique sud, les caraïbes et l’est du pacifique
• typhons pour l’ouest du pacifique, les Philippines, la Chine, le Vietnam et le Japon

Et la Géorgie ?

Ben la Géorgie est dans le couloir (Hurricane Alley) mais il y a de grandes chances pour que les ouragans s’essoufflent avant de toucher Athens et pour qu’ils se transforment en tempêtes tropicales. En fait à Athens et dans la région d’Atlanta, ce sont plutôt les tornades qui sont à craindre.

Pour finir, quelques photos prises de l’espace

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