Transcript Chap.5 Modèles conceptuels de perturbations tropicales d’échelle synoptique de l’hémisphère d’été

Chap.5 Modèles conceptuels de perturbations tropicales
d’échelle synoptique de l’hémisphère d’été
5.1 Ondes d’Est (Afrique de l’O, Caraïbes, Pacifique)
5.2 Thalweg Tropical de Haute Troposphère (TUTT)
5.3 Dépression de mousson
5.4 Cyclone de moyenne troposphère
5.5 Dépression tropicale
5.6 Cyclone tropical
sommaire général
5.5 Dépression tropicale
Source : d’après Chris Landsea et le site internet de la NOAA http://www.nhc.noaa.gov
Les différents évolutions possibles d’une perturbation tropicale :
1. Un amas convectif de méso-échelle et non noyé dans la masse correspond à une
perturbation tropicale (Tropical Disturbance). Dans ces systèmes, la pression en surface ne
chute pas forcément. Dans le cas des ondes d’est, la chute peut atteindre 1 ou 2 hPa;
2. Lorsque la pression de surface chute au moins de 2 à 4 hPa par rapport à son environnement, les prévisionnistes parlent alors de ‘dépression tropicale’ (Tropical Depression);
suite diapo suivante….
5.5 Dépression tropicale
Source : d’après Chris Landsea et le site internet de la NOAA http://www.nhc.noaa.gov
Les différents évolutions possibles d’une perturbation tropicale (suite):
3. Lorsque le vent moyen atteint 17 m/s (34 kt), les prévisionnistes parlent de ‘tempête
tropicale’ (Tropical Storm) ou de dépression tropicale modérée. A ce stade, les prévis vont
également baptiser le système;
4. Lorsque le vent moyen atteint 33 m/s (64 kt), on parle de cyclone tropical ou d’ouragan
(Hurricane)
5.5 Dépression tropicale : Veille cyclonique (1)
Dina, 22/01/2002
image infrarouge colorée.
Source : Météo-France
L’Organisation Mondiale de la Météorologie (OMM) a désigné :
- 6 centres (Honolulu, Miami, La Réunion, Nadi (Fidji), New Delhi, Tokyo) comme centres
météorologiques régionaux spécialisés (CMRS) pour assurer l’analyse, le suivi et la
prévision des dépressions tropicales et cyclones tropicaux;
- 5 centres d’avertissement des cyclones tropicaux (TCWC) dont 3 en Australie (Darwin,
Perth, Brisbane) 1 en Papouasie (Port Moresby) et 1 en Nouvelle-Zélande (Wellington).
sommaire chap.5
5.5 Dépression tropicale : veille cyclonique (2)
CMRS de Miami : surveille l’Atlantique N., le Pacifique NE à l’E. de 140°W
les américains traduisent cyclone tropical par ‘hurricane’ ;
CMRS de Honolulu : Pacifique Nord Central (hurricane)
CMRS de Tokyo : NO du Pacifique à l’O. de la LCD;
les japonais traduisent cyclone tropical par ‘typhoon’
5.5 Dépression tropicale : veille cyclonique (3)
CMRS de New Delhi : Nord de l’Océan Indien;
les indiens traduisent cyclone tropical par ‘severe cyclonic storm’
CMRS de la Réunion : SO Océan Indien
CMRS de Nadi : Pacifique SO à l’est de 160°E
les fidjiens traduisent cyclone tropical par ‘severe tropical cyclone’
5.5 Dépression tropicale : veille cyclonique (4)
- Les 3 centres d’alertes cyclonique (TCWC) en Australie et celui de Papouasie surveillent le
SO du Pacifique à l’O. de 160°E + SE Océan Indien à l’E. de 90°E
- Le centre d’alerte cyclonique (TCWC) en Nouvelle-Zélande surveille le Pacifique S.
au sud de 25°S
5.5 Dépression tropicale : Classification OMM
• Les dépressions tropicales sont classifiées selon l’intensité du vent moyen.
• Les seuils de vent sont identiques sur tout le globe, mais attention, la moyenne du vent est
faite sur une période d’1 mn aux USA et dans leurs zones de surveillance (Atlantique N.,
Pacifique NE et Pacifique N. Central) alors que c’est 10 mn ailleurs.
7B
8/9B
34
dépression
Tropicale
(Dt)
Faible
10/11B
64
48
Dt
modérée=
tempête
tropicale
modérée
12B
Dt forte
=
Tempête
tropicale
forte
Cyclone
tropical
115
91
Cyclone
tropical
intense
échelle Beaufort
et vitesse du vent (kt)
Cyclone
tropical
très
intense
Seuil de baptême
• Cette classification est reconnue partout dans le monde.
• Chaque année, 85 tempêtes tropicales se produisent dont 9 sur l’Atlantique N.
5.5 Dépression tropicale : Echelle de Dvorak
• Pour estimer l’intensité des dépressions tropicales et des cyclones tropicaux, les prévisionnistes
utilisent dans tous les bassins cycloniques l’échelle de Dvorak.
• L’estimation du nombre de Dvorak se fait à partir d’images satellites. Ensuite, il existe une relation
empirique entre ce nombre de Dvorak, la vitesse maximale de vent moyennée sur 1 mn et la pression
minimale au niveau de la mer.
• Il existe deux échelles de Dvorak, une pour le CMRS de Miami et Honolulu (tableau ci-dessous avec
intensité des cyclones classée de 1 à 5), et une 2nde pour les autres CMRS
Classification
Nombre CI
de Dvorak
Vent soutenu
sur 1 minute
Pression centrale
estimée (hPa)
Perturbation tropicale
1
25 kt
> 1009
Perturbation tropicale
2
30 kt
1009
Dépression tropicale
2.5
35 kt
1005
Cyclone tropical, classe 1
3.5
64 kt
994 à 987
Cyclone tropical, classe 2
4.5
83 kt
979 à 970
Cyclone tropical, classe 3
5
96 kt
970 à 960
Cyclone tropical, classe 4
5.5
102 kt
960
Cyclone tropical, classe 5
6.5
127 kt
935
Cyclone tropical, classe 5
7
140 kt
921
Cyclone tropical, classe 5
8
170 kt
890
5.5 Dépressions tropicales
Echelle Saffir-Simpson pour les cyclones « américains »
• L’échelle de SAFFIR/SIMPSON classe les ouragans de 1 à 5 et donne une estimation des
dégâts et des inondations le long des côtes en fonction de l’intensité estimée d’un ouragan.
• La pression au sol et le vent ne sont pas estimés empiriquement comme pour l’échelle de
Dvorak mais sont mesurés par avion avec des lâchers de sondes. Cette technique très
coûteuse explique que seul le CMRS de Miami utilise cette échelle.
Échelle SAFFIR/
SIMPSON
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
Classe 5
Pression
(hPa)
> 980
979-965
964-945
944-920
<920
83-95
96-113
Vitesse du vent sur
1 min (kt)
dégâts
64-82
faibles
modérés
important
sommaire cyclone
114-134
Très important
>135
Désastreux
5.5 Dépression tropicale
Foncièrement, quelle est la différence entre une dépression des Moyennes
Latitudes (ML) et une dépression tropicale ?
• Les dépressions des ML puisent
principalement leur énergie
du gradient horizontal de température.
Elles sont aussi appelées
tempêtes extra-tropicales ou baroclines
et le système dépressionnaire est
associé à des fronts froids, chauds et
occlus
δT>0
dépression tropicale
dépression des moyennes lat.
= ‘effet miroir’
• Les dépressions tropicales, au
contraire, présentent peu ou pas de
gradient horizontal de température en
surface et la force des vents provient
du relâchement de chaleur latente
libérée au sein des nuages qui se
développent dans un air chaud et
humide
Source : Merrill, 93
sommaire chap.5
Retour :chap 5.6.2 :cyclone
5.5 Dépression tropicale
6 paramètres essentiels pour la génèse d’une tempête tropicale (Gray, 68, 79):
3 conditions thermodynamiques :
1. TSM>26.5°C (80°F) sur au moins 50 m. d’épaisseur (favorable en été et début d’automne)
2. Atmosphère conditionnellement instable (nécessaire au moins jusqu’au stade de
développement du cyclone). Dans tous les cas, absence d’inversion des alizés.
3. Humidité >70 % dans la couche 700-500 hPa
3 conditions dynamiques :
4. Force de Coriolis suffisamment importante :
-les amas convectif sont soumis à la rotation terrestre au-delà de 4 – 5° de latitude
-genèse et développement le + souvent entre 5 et 25° de latitude
5. Pré-existence d’une perturbation dans le champ de vent
= faible chute de pression + tourbillon cyclonique (ζr >0 dans HN)
6. Faible cisaillement vertical de vent (S<12 m/s) entre la 850 et la 200 hPa
(configuration la plus fréquente : alizés en surface et vents d’est en haute tropo.)
NB : d’un point de vue pratique, les prévisionnistes regardent aussi la divergence en haute
troposphère (favorise les ascendances dans la basse et moyenne troposphère)
5.5 Dépression tropicale
Les 6 conditions favorables pour la cyclogenèse de dépressions tropicales sont réunies
dans 3 principales zones :
1/ sur la face polaire de la ZCIT (le paramètre de Coriolis est + important qu’en face équatoriale).
La ZCIT constitue alors la région de la planète la plus favorable à la cyclogenèse de
dépression tropicale, d’où l’intérêt, pour les prévisionnistes des DOM-TOM, de toujours
surveiller les amas convectifs de la ZCIT.
2/ les ondes d’est africaines peuvent évoluer en dépression tropicale sur l’Atlantique N.
3/ dans les flux de mousson d’été se développent des dépressions de mousson qui font partie
de la famille des dépressions tropicales. On les observe pendant la mousson indienne (Baie
de Bengale, Nord de l’Océan Indien) ou indonésienne (Indonésie, Nord de l’Australie)
Distribution spatiale de la
1ère position des tempêtes
tropicales
entre 1886-1997
Source : d’après Gray,
1979
sommaire chap.5
sommaire chap.5
5.5 Dépression tropicale
Ces 6 paramètres essentiels pour la génèse d’une tempête tropicale expliquent pourquoi
certaines régions tropicales sont totalement exclues du risque :
-sur terre
-dans la bande équatoriale (5°N/5°S)
-En Atlantique S. et Pacifique SE (pas de ZCIT et TSM trop froide)
• Pourquoi pas de génèse sur le Pacifique Central ? réponse, diapo suivante
Distribution spatiale de la
1ère position des tempêtes
tropicales
entre 1886-1997
Source : d’après Gray,
1979
sommaire chap.5
5.5 Dépression tropicale
Cisaillement vertical de vent (kt) entre 850 et 200 hPa, moyennée sur le mois d’août
Source : d’après Gray, 1968
-Le fort cisaillement vertical de vent (>20 kt) sur le Pacifique Central empêche la
génèse de tempête tropicale dans cette zone.
Le fort cisaillement vertical de vent est généré par de profonds thalwegs des moyennes
latitudes qui déferlent en été vers les tropiques au milieu de l’océan Pacifique
(phénomènes appelé déferlement d’onde de Rossby ou RWB, voir chap 5.2 TUTT
pour plus de détail).
sommaire chap.5
5.5 Dépression tropicale
Fréquence annuelle des tempêtes tropicales
Sources : Gray 68, Allard 84, Basher 95, Holland 84a, Holland 84b, Holland 84c,
McBride 81a, McBride 82
CMRS New delhi
CMRS Tokyo
CMRS Réunion
TCWC
Australie
CMRS
Honolulu
CMRS Miami
CMRS Nadi
chap.5.6 : cyclones
5.5 Tempêtes
tropicales
sur l’Atlantique N.
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
9 par an
5.5
Tempêtes tropicales
sur le Pacifique NE
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
17 par an
5.5
Tempêtes tropicales
sur le Pacifique NO
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
27 par an
5.5
Tempêtes tropicales
sur le Pacifique SO
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de
tempêtes tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
5 par an
5.5
Tempêtes tropicales sur
l’Océan Indien Nord
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
4.5 par an
Pourquoi pas d’occurrence
en juillet alors que les TSM
Les + hautes de l’année ?
5.5 Tempêtes tropicales sur le Pacifique NE
Moyenne du cisaillement vertical de vent (kts) entre 850 et 200 hPa en août
Source : d’après Gray, 1968
-En juillet/août, le cisaillement vertical de vent devient si fort (> 40 kt) sur
l’Océan Indien Nord (flux de mousson de SO en basse tropo. et TEJ à 100-200
hPa) qu’il empêche toute génèse de tempête tropicale
5.5
Tempêtes tropicales
Océan Indien SO
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes
tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
13 par an
5.5
Tempêtes tropicales sur
l’Océan Indien Sud-Est
Trajectoire des tempêtes tropicales
Source : Document extrait de Météo
Marine, ouvrage n°95 du SHOM,
Service Hydrographique et
Océanographique de la Marine
Fréquence moyenne mensuelle de tempêtes
tropicales
Source : D’après Atkinson, 1971.
10 par an
Bibliographie dépression tropicale 1/2
- Allard, R. A., 1984 : ‘A climatology of the characteristics of tropical cyclones in the Northeast
Pacific during the period of 1966-1990’. Master of Science Thesis, Texas Tech. Univ., Lubbock, TX,
106 p.
-Atkinson, G. D., 1971 : Forecaster’s guide to tropical meteorology. USAF Air Weather Service,
Technical Report N°240, 364 p.
- Basher, R. E. and Zheng X. Z., 1995 :Tropical cyclones in the Southwest Pacific : Spacial patterns
and relationships to Southern Oscillation and sea surface temperature’. J. Climate, Vol.8, p.
1249-1260
- Gray, W. M., 1968 : ‘Global view of the origin of tropical disturbances and storms’. Mon. Wea. Rev.,
Vol. 96, p .669-700
- Gray, W. M., 1979. Hurricanes : Their formation, structure and likely role in the tropical
circulation. In ‘meteorology Over the Tropical Oceans’ (D. B. Shaw, ed.), p. 151-218. Royal
Meteorological Society, London.
- Holland, G.J., 1984a : ‘On the climatology and structure of tropical cyclones in the
Australian/Southwest Pacific Region. I. Data and tropical storms. Austra. Meteor. Mag., 32, p.1-16
-Holland, G.J., 1984b : ‘On the climatology and structure of tropical cyclones in the
Australian/Southwest Pacific Region. II. Hurricanes. Austra. Meteor. Mag., Vol.32, p.17-32
-Holland, G.J., 1984c : ‘On the climatology and structure of tropical cyclones in the
Australian/Southwest Pacific Region. III. Major hurricanes. Austra. Meteor. Mag.,Vol. 32, p.33-46
Bibliographie dépression tropicale 2/2
-McBride, J.L., 1981a :’observational analysis of tropical cyclone formation. Part I. Basis definition
of data sets. J. Atmos. Sci., Vol.38, p. 1132-1151
-McBride, J. L. and T. D. Keenan, 1982 : ‘Climatology of tropical cyclone genesis in the Australian
region’. J. Climate., Vol.2, p.13-33
- Merrill, R. T., 1993 : ‘Tropical Cyclone Structure’ –Chapter 2, Global Guide to Tropical Cyclone
Forecasting, WMO/Tropical Cyclone- N°560, Report N° TCP-31, World Meteorological
Organization; Geneva, Switzerland