Les cyclones

 

Les ouragans Matthiew et Chaba mobilisent actuellement les médias par les impressionnants dégâts qu'ils causent. Mais que sont ces monstres tropicaux dont on entend parler tous les ans et comment fonctionnent-ils ? Comment les prévoir et les prévenir ? 

Qu'est-ce qu'un cyclone ?


Première définition : la dépression
Il faut savoir que le terme "cyclone" a en réalité deux grandes acceptions dans le vocabulaire météorologique.
Le premier, générique mais peu connu hors du milieu expert, désigne toute dépression ou zone de basses pressions au sol, où l'air circule autour d'un centre dépressionnaire. Par extension, on appelle "circulation cyclonique" la direction prise par le flux d'air autour d'une dépression ou d'un creux barométrique, antihoraire dans l'hémisphère Nord et horaire dans l'hémisphère Sud.
Bien sûr dans cette acception-là, le terme "cyclone" ne doit pas inquiéter. Il s'agit bel et bien de nos classiques dépressions qu'on voit circuler très régulièrement sur notre pays. L'exact opposé du cyclone-dépression est... l'anticyclone, dont cet éclairage permet de mieux comprendre l'étymologie. (voir aussi plus bas cyclone extra-tropical)

Deuxième définition : le système violent tropical
Le deuxième sens du terme, beaucoup plus connu du grand public et plus spécifique, désigne les systèmes violents tropicaux qui se forment tous les ans dans les eaux chaudes sous ces latitudes (environ 80/an en incluant les tempêtes tropicales) et causent parfois d'énormes dégâts sur les territoires qu'ils traversent. A la différence d'une dépression tempérée, les cyclones tropicaux sont isolés, indépendants d'un système frontal. D'une largeur allant de 500 à 1000 km environ, ils progressent relativement lentement, 20 à 30 km/h tout au plus, ce qui les rend d'autant plus dangereux par le temps qu'ils mettent à traverser les zones concernées.


 


Coupe d'un cyclone de l'hémisphère Nord - © Météofrance

Assujettis à la force de Coriolis, les vents cycloniques tournent dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Sud et inversement dans l'hémisphère Nord, en s'enroulant autour d'un minimum dépressionnaire qui prend l'apparence d'un oeil. Ce dernier est une zone d'accalmie de 30 kms de diamètre environ à 50-60 voire davantage (jusqu'à 150 km), où le vent est faible et la pluie absente. Cette zone étrangement calme est cernée par une muraille de cumulonimbus d'une altitude de 12 à 15 kms environ, dont la vision circulaire, vue de l'oeil, est dantesque. C'est dans cette zone-là, au plus proche de l'oeil, que les vents d'un cyclone soufflent le plus violemment, jusqu'à 300 km/h et sont accompagnés de véritables déluges. 
La forte houle en proche périphérie du cyclone ainsi que la redoutable onde de tempête provoquée par le système sont autant à redouter sinon plus que le vent (voir paragraphe L'impact des cyclones, connaître leurs dangers et leurs pièges).
On notera enfin que c'est le même phénomène qui est appelé "ouragan" dans les Caraîbes, "cyclone tropical" dans l'océan Indien et "typhon" au NO du Pacifique.

Cyclone et mésocyclone
Si vous avez déjà fréquenté des sites dédiés à la connaissance des orages, vous connaissez probablement le terme "mésocyclone". Il désigne la rotation généralisée d'un orage supercellulaire et le mot "cyclone" y est justement corrélé à cette rotation. Ceci étant, deux différences fondamentales interdisent toute confusion entre les deux notions : d'une part, la différence d'échelle géographique (le mésocyclone même issu d'une supercellule puissante et étendue n'atteindra jamais la taille d'un cyclone tropical) et d'autre part, les conditions de formation qui sont même carrément antagonistes puisque l'un, le mésocyclone, nécessite pour cela un profil atmosphérique cisaillé (voir paragraphe suivant Quelles sont les conditions de formation d'un cyclone ?) alors que l'autre à l'inverse ne pourrait tout bonnement pas se former dans un tel contexte.

     
Coupe d'un cyclone -  © Météofrance  /  Cyclone  - © NASA/NOAA


On parle aussi souvent de cyclones sub-tropicaux, extra-tropicaux et même polaires, mais ces termes désignent des systèmes de nature quelque peu différente. Passons-les rapidement en revue :
- Le cyclone extra-tropical se forme en zone tempérée, entre les Tropiques et le cercle Polaire... et nous le connaissons déjà. En effet comme nous l'avons vu plus haut, sous nos latitudes le terme désigne notre banale dépression laquelle, avec son antagoniste anticyclone, fait la pluie et le beau temps sous nos latitudes (au sens propre !). Elle est dite "à noyau froid" car le centre du système se situe du côté froid des fronts avec une tropopause plus basse (car plus froide) que sur les zones situées à l'extérieur du système. Même accompagnée d'orages, elle n'est pas de nature convective essentielle comme les cyclones tropicaux à noyau chaud.
- Le cyclone sub-tropical présente certaines des caractéristiques propres aux cyclones tropicaux comme l'activité orageuse autour de son centre.
Le cyclone polaire enfin est un système dépressionnaire de large envergure passant dans les régions arctiques et antarctiques. Ce sont des systèmes de 1000 à 2000 km qui prennent naissance dans les hautes latitudes, zones où les contrastes thermiques sont importants le long du front arctique.

Les échelles d'intensité

L'intensité des cyclones donne lieu à leur classement sur différentes échelles. La plus connue est celle de Saffir-Simpson, développée pour les ouragans, qui comprend la catégorie 1 (118-153 km/h), la catégorie 2 (154-177 km/h), la catégorie 3 (178-209 km/h), la catégorie 4 (210-249 km/h) et la catégorie 5 (> 249 km/h). Certains cyclones de catégorie 5 ont dépassé les 300 km/h. [sur les différentes zones sujettes aux cyclones, d'autres échelles ont été élaborées. Voici un tableau détaillé récapitulatif de Météofrance, qui vous donnera une idée de la complexité de ces classements et des rapports entre eux  : tableau ]
En dessous de la catégorie 1 , le système est qualifié de "tempête tropicale" (63-117 km/h) ou, moins puissant encore, "dépression tropicale" (< 63 km/h). Lors de sa formation, le système évolue tout d'abord par ces deux premiers stades avant d'éventuellement devenir cyclone si les conditions s'y prêtent. Notons que c'est au stade de la tempête tropicale qu'il se voit attribuer un nom, issu des listes élaborées depuis 1953 par le National Hurricane Center.

Ci-contre : l'échelle de Saffir-Simpson - Ouest-orages 
 

Quelles sont les conditions de formation d'un cyclone ?


Un cyclone ne peut sortir du néant. Il faut au départ qu'il y ait déjà une zone perturbée voire convective : amas nuageux orageux divers, y compris issus de zones tempérées et devenus systèmes tropicaux. Ou encore ce qu'on appelle une onde tropicale ou cluster. "Il s'agit d'une perturbation tropicale associée à un axe dépressionnaire des couches basses et moyennes de la troposphère qui circulent d'Est en Ouest. Ces amas de nuages [...] se trouvent entre les Tropiques, au niveau d'une vaste zone de mauvais temps, qu'on nomme zone Intertropicale de Convergence, la SIC ou la SCIT" (Météo.fr). Une excellente vidéo pédagogique, publiée par ABC News et qui circule actuellement sur le web, explicite très bien cette influence des clusters africains dans la formation des cyclones.
C'est à ce stade-là qu'ensuite la conjonction de plusieurs facteurs va décider si oui ou non, petit amas ou onde tropicale deviendra cyclone.

Deux premiers éléments représentent la base "mécanique" même du fonctionnement d'un cyclone :
- Un éloignement suffisant de la zone équatoriale est nécessaire pour que la pression atmosphérique puisse baisser en surface via les courants ascendants du système. En zone équatoriale, la force de pression due à la rotation de la Terre bloque toute amorce de creusement dépressionnaire alors qu'au-delà de 6° Nord ou Sud, la force de Coriolis qui dévie systématiquement toute circulation d'un phénomène atmosphérique rend possible ce creusement. Un cyclone ne peut donc se former et circuler que dans les zones situées à plus de 6 ou 7° de latitude. 
- Un carburant fourni par l'eau chaude des océans, qui s'évapore en grande quantité et fournit l'énergie aux cyclones, analogues à l'alimentation d'une machine à vapeur. L'eau doit être en effet de 26° sur une profondeur d'au moins 50 mètres (60 selon certaines sources), le tout sur une surface suffisamment importante elle aussi. C'est ainsi qu'une eau trop froide pourra affaiblir un cyclone ou bloquer sa formation. Cette condition explique évidemment aussi pourquoi les cyclones s'affaiblissent en traversant les terres, où ils sont privés de carburant.
A ces éléments de base, il faut également ajouter :
- Un profil des vents non cisaillé (cisaillement : vents de vitesse et(ou) de direction différentes en fonction des étages atmosphériques). Le profil atmosphérique doit être homogène jusqu'aux sommets des cumulonimbus à 12-15 kms d'altitude pour que le système cyclonique puisse fonctionner.
- La présence d'une divergence de haute altitude. Quand les mouvements ascendants puissants formés à l'intérieur du système déclenchent une baisse de pression en surface et une augmentation de la pression en haute altitude au niveau des sommets nuageux, il faut que les particules d'air parvenues au sommet puissent s'en échapper garantissant ainsi l'autonomie fonctionnelle du système cyclonique.

   
   
Le cyclone Matthiew (10/2016) - © NASA/NOAA  /  Palmiers subissant les rafales de vent lors du passage de Matthiew en Haïti  - © inconnu (cliché relayé par la presse)
 

L'impact des cyclones, connaître leurs dangers et leurs pièges


Les vents peuvent souffler très violemment dans les cyclones les plus puissants, dépassant les 300 km/h dans certains ouragans de catégorie 5 mais ils se cantonnent la plupart du temps aux parties littorales des pays touchés car dès qu'il entre dans les terres, le système se trouve privé de son carburant essentiel, l'eau, et perd de sa vigueur. De plus dans un cyclone tropical, les vents les plus violents se situent près de l'oeil alors qu'ailleurs leur puissance est déjà moindre. 
Aussi le plus grand danger lié aux cyclones n'est-il pas le vent mais l'eau, par le biais de deux phénomènes qui peuvent se conjuguer l'un avec l'autre : les énormes cumuls de précipitations et la houle cyclonique.
Sous le cyclone et sous les orages qui le précèdent et le suivent, les pluies sont dévastatrices, par leur puissance même et du fait de la faible vitesse de déplacement du système, qui n'excède guère les 30 km/h la plupart du temps. Résultat, les cumuls peuvent être monstrueux (jusqu'à 1000 mm ou plus !) et provoquent inondations et glissements de terrain dévastateurs.
La houle cyclonique ou onde de tempête, ressentie dès l'approche du cyclone, peut amener des vagues géantes allant jusqu'à 20 mètres de haut, qui déferlent alors sur les plages et peuvent pénétrer dans les terres en causant elles aussi d'énormes dégâts. Chacun se souvient qu'en 2005 les ravages de Katrina sur certains quartiers de La Nouvelle Orléans ont été provoqués par la rupture des digues. De même en 2011, l'ouragan Sandy avait noyé certaines stations de métro new-yorkaises.

L'inversion des vents après le passage de l'oeil est un autre phénomène à connaître. En effet lorsqu'arrive un cyclone, les vents soufflent de l'océan vers les terres amenant avec eux le déferlement des vagues et des pluies diluviennes. Mais après le passage de l'oeil, les vents changent de sens et se mettent à souffler des terres vers la mer. Sous leur influence l'eau tend alors à refluer si les inondations ne sont pas trop importantes. Et bien sûr, l'onde de tempête est beaucoup moins marquée. Néanmoins, les pluies diluviennes continuent de s'abattre et l'eau déjà présente peut rester des jours entiers.
Et surtout, habitants et chasseurs de cyclones qui se sont trouvé un abri provisoire contre les vents marins lors de la première phase du cyclone peuvent se retrouver ensuite directement face aux vents de terre. Il  leur faut donc à tout prix prévoir un autre abri (!)


La Rouyonne en crue à Léogane, au sud de Port-au-Prince - © Agence Française de Presse  /  Route cubaine détruite - © Agence Française de Presse


L'impact des cyclones. Les cyclones ont un impact énorme sur les régions traversées, non seulement par leur puissance et leur ampleur géographique (jusqu'à plusieurs centaines de kms de diamètre ne l'oublions pas !) mais aussi -malheureusement- parce que les pays traversés sont la plupart du temps des pays pauvres, sans grand moyens de prévention et avec un habitat fragile parfois précaire. Les bilans humains sont souvent catastrophiques : si le bilan provisoire de Matthiew en Haïti fait déjà état de 900 morts minimum, on a déploré 5000 morts au passage du typhon Hayan aux Philippines en 2014 et certains grands cyclones de l'Histoire ont été encore bien plus meurtriers (500 000 morts lors du passage d'un typhon au Bangla-Desh en 1970 !).
Et de plus, les catastrophes peuvent se succèder sur ces régions du globe sujettes aux violents intempéries et autres dangers naturels. Ainsi Haïti durement touchée par Mathiew cette année 2016 se relève alors à peine du violent séisme de mars 2010 et ses ... 300 000 morts (!).
Il est notable que ces habitats et ces économies fragiles sont d'autant plus durement touchés qu'ils ne bénéficient pas des moyens de protection et de prévention existant par exemple aux USA. Et qu'au-delà de l'indigence des moyens locaux de secours, c'est la culture elle-même des populations touchées qui peut elle aussi alourdir le risque : d'après les autorités certaines personnes préféreraient "s'en remettre à Dieu" plutôt que d'évacuer leurs lieux de vie. Outre l'indispensable éducation des populations dans toutes les zones concernées, un aménagement adéquat du territoire, un habitat adapté évitant les zones humides, des réseaux électriques enterrés et isolés, la préservation de zones-tampons tels que forêts et mangroves dévastées par les cultures intensives... permettent (permettraient) de garantir un minimum de sécurité.

L'impact culturel peut être lui aussi très important voire décisif, notamment par la destruction d'archives et des bâtiments qui les abritent, ou l'interruption de manifestations culturelles. En 2005, Katrina a eu dans ce domaine un retentissement tout particulier en stoppant net toute la vie musicale des quartiers noirs de La Nouvelle Orléans, foyer d'un courant majeur du jazz. Certes depuis 11 ans, des musiciens sont revenus dans les quartiers dévastés mais dans l'histoire du jazz, il y aura bel et bien un avant et un après Katrina. Le cyclone lui-même a inspiré un certain nombre d'oeuvres : des compositions dont celle du bluesman Eric Bibb (Water), un documentaire signé Spike Lee ("When the levees broke"), une excellente série sur l'après-Katrina des musiciens (Treme)...
La beauté spectaculaire des cyclones vus sur l'imagerie satellite et la tentation de leur personnification a également inspiré bien des oeuvres d'art comme la sculpture sur sable reproduite ci-contre (crédit Sudarshan Pattanaik, Twitter, publiée par Scroll in ).
 

La prévision et la prévention des cyclones


Depuis quelques décennies, le perfectionnement de l'imagerie satellitaire et la modélisation numérique ont grandement facilité la prévision en général et celle des cyclones en particulier.
La veille cyclonique est supervisée à l'échelle mondiale par l'OMM (Organisation Météorologique Mondiale), relayée dans chaque bassin cyclonique par un centre météorologique régional spécialisé (CMRS). Ces derniers sont au nombre de 6, basés à Miami (Atlantique nord et Pacifique NE), Tokyo (Pacifique NO), Honolulu (Pacifique central), New-Delhi (gofle du Bengale et mer d'Oman) Nadi (îles Fidjii et Pacifique SO) et à Saint-Denis-de-la-Réunion (Météofrance pour le SO de l'océan Indien), auxquels s'ajoutent 6 autres centres d'avertissement autour de l'Australie.
Quand un cyclone est repéré, un bulletin est diffusé toutes les 6 heures par le CMRS concerné, qui participe également à l'organisation logisitique préventive et à l'information de la population. Dans la zone placée sous la responsabilité de Météofrance, la carte de vigilance en service depuis 2001 en métropole est également appliquée quand un territoire est concerné par un cyclone.
La prévision des cyclones consiste essentiellement à cerner leur trajectoire, leur intensité et donc leurs conséquences, à partir des observations au sol et en altitude (radiosondages) et des images satellites. Depuis 1993, à Saint-Denis de la Réunion, Météofrance effectue des prévisions cycloniques grâce à une version spécialisée du modèle ALADIN. Le paramètre le mieux maîtrisé est celui de la trajectoire, pour lequel le site météofrance.fr annonce des marges d'erreur d'environ 100 km à 24 h d'intervalle, et 200 km en 48 h. L'intensité et les précipitations en revanche restent plus difficiles à évaluer et des modèles à mailles plus fines sont actuellement en cours de développement pour améliorer leur prévision.
[plus de détails sur la prévision et la prévention des cyclones : page Météofrance]
 

Quelques cyclones célèbres


   Hayan (2/11 - 11/11/2013) : ce typhon de catégorie 5 a frappé les Philippines, la Micronésie et le Viet-Nam, causant 6340 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 315 km/h. C'est l'un des typhons les plus violents jamais connus.

   Sandy (22/10 - 2/11/2012) de catégorie 3 a frappé les Grandes Antilles, l'est des USA, les Bermudes, les Bahamas et même l'Est canadien (!), causant 285 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 185 km/h. Le métro de New York a été noyé.

   Félix (31/08 - 5/09/2007) de catégorie 5 a frappé plusieurs Etats d'Amérique centrale (Honduras, Mexique, Nicaragua, Salvador, Guatemala...) ainsi que de nombreuses îles, causant au moins 161 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 270 km/h. Son développement a été très brutal, passant du stade de la simple tempête tropicale à celui d'ouragan de catégorie 5 en seulement 48 h !

   Dean (13/08 - 28/08/2007) de catégorie 5 a frappé les Antilles, la Jamaïque, Cuba, Belize, le Mexique et le Guatemala, causant 42 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 315 km/h en rafales et 280 km/h en vent soutenu sur 1 minute. C'est le cyclone le plus violent qu'ait connu la Martinique depuis David en 1979.

♦   Katrina (23/08 - 31/08/2005) de catégorie 5 a frappé l'Est et le SE des Etats-Unis, causant environ 1836 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 280 km/h. Katrina fait partie des 6 ouragans les plus violents jamais connus. Connue pour avoir frappé la Nouvelle-Orléans en Louisiane, elle l'a pourtant en réalité évité en bifurquant au dernier moment. C'est la rupture brutale des digues qui a provoqué la catastrophe que l'on connaît. 

♦   Andrew (16/08 - 28/08/1992)  de catégorie 5 a frappé le NO des Bahamas puis le sud des USA (Louisiane, Floride), causant 65 décès. Les vents ont soufflé jusqu'à 280 km/h. C'est l'un des ouragans les plus destructeurs qu'aient connu les USA.

 


 
Dégâts causés par le cyclone Dean en Martinique - publié par ladepeche.fr, crédit inconnu

           
  
Dégâts causés par le cyclone Winston (2016) dans les îles Fidjii - publié par 20 minutes.fr crédit inconnu

Sources et références


Voici quelques unes des ressources documentaires sur lesquelles s'appuie la présente page, et des liens pour aller plus loin :

-   Les cyclones -  La météo de A à Z, meteofrance.fr (une excellente synthèse dont nous nous sommes largement inspirés)
-   Conditions de formation - Météo.fr/Météofrance (les conditions de formation des cyclones)
-   Le fonctionnement d'un cyclone en images animées  (vidéo pédagogique diffusée par ABC News)

-   Tropical cyclone names  - National Hurricane Center/NOAA.gouv  (les noms donnés aux cyclones et les régles qui les régissent)
-    Cyclones tropicaux - Météofrance (la prévision des cyclones)
-   Changement climatique et cyclones - Le climat, Météofrance.fr (le point sur les liens supposés entre fréquence et intensité des cyclones et réchauffement climatique)

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