Comment et où se forment les ouragans

Un cyclone tropical est une tempête dont le centre est dépressionnaire. Mais, alors que les dépressions atmosphériques et les tempêtes, au Canada, sont alimentées par le choc de l’air chaud et de l'air froid, les cyclones tropicaux sont alimentés par différents phénomènes. Par exemple, l’eau est évaporée puis retransformée en liquide.

Figure 1 - Cette illustration montre la formation des ouragans sur la mer. Les descriptions ci-dessous donnent une explication complète. © Environnement Canada ,  2009
Figure 1 - Cette illustration montre la formation des ouragans sur la mer. Les
descriptions ci-dessous donnent une explication complète. Photo: Environnement Canada © 2009

Étapes de formation des ouragans de la Figure 1
Numéro Description du phénomène
1 L’air chaud et humide se déplace à la surface de l’océan.
2 La vapeur d’eau monte dans l’atmosphère.
3 En montant, la vapeur d'eau refroidit et se condense en gouttes d'eau.
4 La condensation libère la chaleur dans l’atmosphère et allège l’air.
5 L'air réchauffé continue à monter; l'humidité de l'océan prend sa place et augmente la vitesse du vent.

La plupart des gens savent que la chaleur est nécessaire à l’évaporation de l’eau. Par exemple, quand on fait bouillir de l’eau sur la cuisinière. La chaleur provoque l’évaporation de l’eau. Celle-ci devient vapeur captive de l’air. La vapeur d’eau tout juste au-dessus de l’eau, dans la casserole, est plus chaude que l’air ambiant et monte. L’atmosphère tropicale, chaude, est comme la cuisinière : Elle réchauffe l’eau à la surface de l'océan et provoque son évaporation. Et tout comme la vapeur d’eau captive de l'air dans la casserole, l'eau à la surface de l'océan monte dans l'atmosphère. C’est le début d'une perturbation atmosphérique! L’air montant entre en contact avec des pressions et des températures plus basses, en hautes altitudes, et la vapeur d’eau commence à se condenser et retrouve sa forme liquide. Ce sont les nuages. Et c’est à ce moment que l'intéressant phénomène physique de la formation des cyclones tropicaux se produit.

La plupart des gens savent que l’évaporation de l’eau est provoquée par la chaleur, mais de nombreuses personnes ignorent que la vapeur d'eau qui refroidit et se condense libère sa chaleur. Plus le refroidissement est marqué (jusqu’au point de congélation) plus la quantité de chaleur libérée est élevée. La condensation extrait la chaleur de l’air et la vapeur d'eau retourne à l'état liquide. C’est ce qu’on appelle la chaleur latente de condensation, le terme « chaleur latente » signifiant littéralement « chaleur stockée ».

La chaleur « stockée » dans l’air à la surface de l’océan est libérée dans l’atmosphère et grimpe à des altitudes où l'air ascendant refroidit et provoque la condensation de la vapeur d'eau. Ce refroidissement à hautes altitudes accélère l'ascension de l'air, car il est alors plus chaud que l'air ambiant. L’air qui continue à monter aspire l’air qui se trouve plus bas et accélère l'aspiration de l'air à la surface de l'eau. L’air entourant la perturbation en formation s’engouffre dans le vide d'air. Ce mouvement d’air de surface est le vent qui accompagne les cyclones tropicaux. Les colonnes d’air ascendantes créent rapidement des orages tropicaux qui sont des « germes » potentiels de cyclones tropicaux. Le cyclone tropical qui finit par naître est appelé cyclone à noyau ou à air chaud à cause du phénomène que nous venons d’expliquer.

Le terme « cyclone » est un terme de météorologie qui fait généralement référence à une zone de dépression. Dans l’hémisphère nord, les cyclones tournent dans le sens contraire des aiguilles d’une montre; dans l'hémisphère sud, dans les sens des aiguilles d’une montre. Il y a différents types de cyclones; par exemple, les cyclones extratropicaux (faisant plutôt référence au processus de formation qu'à l'origine géographique); les mésocyclones (grands orages violents qui donnent naissance aux tornades); et les cyclones tropicaux.

Conditions essentielles à la formation des cyclones tropicaux

L’eau chaude de l’océan n’est pas le seul ingrédient nécessaire à la formation des cyclones tropicaux. Toutes les conditions suivantes doivent être réunies :

  • Eaux chaudes de l’océan pour alimenter le cyclone tropical.  Des études ont démontré que la température à la surface de la mer doit être d'au moins 26,5 °C, sur une profondeur d’au moins 50 mètres. C’est pourquoi les cyclones ne peuvent prendre naissance ailleurs, où l’eau est trop froide, que sous les tropiques.
  • Eau chaude et humide tropicalequi favorise la naissance des orages. Le développement des orages est à la base du dégagement de la chaleur, le mécanisme d’entraînement des cyclones tropicaux.
  • Distance d’au moins 500 km (à une latitude de 5° environ) Condition importante, car la force de Coriolis - la force apparente de la terre en rotation - qui provoque la rotation de la perturbation en formation ne peut persister sans basse pression. La force de Coriolis s’amenuise près de l’équateur et augmente vers les pôles.
  • Perturbation déjà en place près de la surface, zone de dépression ou région de convergence.Les cyclones tropicaux ne peuvent apparaître sans mécanisme déclencheur qui aspire l’air aux niveaux inférieurs de l'atmosphère.
  • Cisaillement de vent faible ou nul entre la surface et la haute troposphère (partie supérieure de l'atmosphère où prennent naissance les conditions météorologiques, juste au-dessous de la stratosphère). Le cisaillement vertical du vent est tout simplement un changement de vitesse ou de direction du vent en altitude montante. Le grand cisaillement vertical du vent interrompt une perturbation en formation et peut prévenir la formation d'un cyclone tropical. Si le cyclone tropical est déjà formé, le grand cisaillement vertical du vent peut l’affaiblir et même l’annihiler en entravant le processus de convection profonde (renversement de l'air) autour du centre du cyclone en le renversant ou en y pratiquant des ouvertures.

Toutes ces conditions sont nécessaires à la naissance d'un cyclone, mais il est possible que ça ne soit pas suffisant. Il arrive que toutes les conditions soient en place et qu'aucun cyclone n'apparaisse. Cela fait partie du défi de prévoir le développement d’un cyclone tropical - processus appelé la cyclogénèse tropicale.

Bien qu’elle ne soit pas indispensable, une zone de haute pression se trouvant tout en haut de la troposphère, au-dessus de la tempête ou de la perturbation en formation, peut énormément contribuer à la naissance d’un cyclone tropical. Cette zone sert de « cheminée » à la tempête en agissant de deux importantes façons : 1) Elle éloigne l’air ascendant du centre de la tempête pour qu’il ne s'accumule pas au-dessus de celle-ci et provoque l'affaissement de cette dernière; 2) elle aspire l'air dans la tempête pour l’aider à monter et maintient la dépression en surface.

Où et quand se forment les cyclones tropicaux

Le tableau ci-dessous montre 7 bassins où se forment les cyclones, avec le moment de l'année pour chacun d'eux et les noms donnés aux plus violents cyclones tropicaux. On remarque que les cyclones tropicaux ne se développent pas près de l’équateur (la force de Coriolis y étant trop faible pour générer l'effet de rotation) ni à bonne distance de l'équateur (où l'eau est trop froide). Les cyclones tropicaux se forment généralement dans une bande de latitudes

Figure 2 - Cyclones tropicaux - Image des noms et des saisons. © Environnement Canada,  2009
Figure 2 - Cyclones tropicaux - Image des noms et des saisons. Photo: Environnement Canada © 2009

Cyclones tropicaux - Noms et saisons de la figure 2
Référence à la carte Bassin océanique Saison Maximum saisonnier Nom quand les vents excèdent 118 km/h
1 Océan Atlantique Nord (y compris les Caraïbes et le golfe du Mexique) De juin à novembre Septembre Ouragan
2 Nord-est du Pacifique (à l'est de la ligne de changement de date) De la mi-mai à la mi-novembre De la fin août au début septembre Ouragan
3 Nord-ouest de l’océan Pacifique (à l’ouest de la ligne de changement de date, comprend la mer de Chine méridionale Toute l’année De la fin août au début septembre Typhon
4 Nord de l’Océan indien (y compris la baie du Bengale et la mer d'Oman D'avril à juin et d'octobre à décembre Mai et novembre Forte tempête cyclonique
5 Sud-ouest de l’Océan indien D'octobre à mai De la mi-janvier à la fin mars Cyclone tropical
6 Sud-est de l'Océan indien (nord de l'Australie) D'octobre à mai De la mi-janvier à la fin mars Puissant cyclone tropical
7 Sud-ouest de l’océan Pacifique Novembre à avril De février au début mars Puissant cyclone tropical

Trajectoire des cyclones tropicaux autour de la terre, de 1985 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA
Trajectoires de cyclones tropicaux autour de la terre, de 1985 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA

Trajectoire des cyclones tropicaux dans l’Atlantique Nord, de 1980 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA
Trajectoires des cyclones tropicaux dans l’Atlantique Nord, de 1980 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA

Trajectoires des cyclones tropicaux dans le nord-est du Pacifique, de 1980 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA
Trajectoires de cyclones tropicaux dans le nord-est du Pacifique, de 1980 à 2005. Photo : Nilfanion et NASA

La côte ouest du Canada n’est jamais directement frappée par les cyclones tropicaux de l’océan Pacifique. Toutefois, une fois ou deux par année, les restes de typhons du Pacifique Ouest traversent l’océan, passent en transition extratropicale et frappent la Colombie-Britannique en tant que cyclones extratropicaux (tempêtes types des latitudes moyennes). Le plus célèbre de ces typhons a été Freda, en 1962, qui a causé de sérieux dégâts sur la côte ouest d'Amérique du Nord. C’est la célèbre tempête du Columbus Day.

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