Le système climatique mondial et l'activité des cyclones tropicaux

Les cyclones tropicaux, appelés ouragans dans l'Atlantique et l'Est du Pacifique, les typhons dans l'Ouest du Pacifique et simplement les cyclones dans l'océan Indien et le Pacifique Sud, sont parmi les phénomènes naturels les plus destructeurs de la Terre. Ces systèmes tournants à basse pression puisent leur énergie dans les eaux chaudes de l'océan, et leur formation, leur intensité et leurs voies sont étroitement couplées à des modèles climatiques à grande échelle.

Cet article examine les principales variables climatiques qui déterminent l'occurrence des ouragans et des cyclones, le rôle des modèles climatiques mondiaux tels que l'oscillation du Niño-Sud (ENSO) et l'oscillation Madden-Julien (OEM), les différences régionales dans l'activité des tempêtes et la façon dont un changement climatique peut modifier le comportement futur des tempêtes.

Facteurs climatiques clés qui régissent la formation de cyclones tropicaux

Pour qu'un cyclone tropical se développe, il faut qu'un ensemble de conditions environnementales spécifiques soit présent, qui sont fortement influencées par l'état climatique de fond.

Température de surface de la mer

Les eaux chaudes de l'océan sont le combustible des cyclones tropicaux.Les tempêtes exigent généralement des températures de surface de la mer (STS) d'au moins 26,5°C (environ 80°F) sur une profondeur substantielle.Plus l'eau est chaude, plus l'énergie est disponible pour alimenter les courants ascendants convectifs de la tempête.La recherche montre une corrélation claire entre la hausse des STS et l'intensité potentielle accrue des ouragans et des cyclones (par exemple, )NOAA=s analyse des enregistrements historiques des ouragans de l'Atlantique.

Instabilité et humidité atmosphériques

Les cyclones tropicaux se développent dans une atmosphère conditionnellement instable, ce qui signifie qu'une fois l'air commencé à monter, il continue à monter et à refroidir, libérant la chaleur latente. Une humidité moyenne troposphérique élevée (habituellement >50 à 60 % de l'humidité relative) empêche l'air sec de s'entraîner dans le noyau de la tempête, ce qui affaiblirait autrement la convection.

Le vent vertical

Le cisaillement vertical du vent est une exigence stricte pour la formation et l'entretien des cyclones. Le cisaillement du vent, qui change de vitesse ou de direction du vent en fonction de l'altitude, peut perturber l'alignement vertical d'une circulation de tempête, incliner le vortex et la chaleur de ventilation loin du cœur.

L'effet de Coriolis et la latitude de formation

Les cyclones tropicaux ne peuvent se former à moins de 5 degrés de l'équateur parce que la force de Coriolis est trop faible pour déclencher la rotation. La plupart des tempêtes se développent entre 10° et 20° de latitude, où la rotation de fond est suffisante.

Perturbations préexistantes

Une perturbation atmosphérique préexistante, telle qu'une vague africaine de l'est ou une dépression de mousson, est nécessaire pour déclencher la convection. La présence et la force de ces perturbations sont elles-mêmes modulées par des modèles climatiques à plus grande échelle.

Principaux modèles climatiques mondiaux qui régissent l'activité des tempêtes

Plusieurs oscillations à grande échelle dans le système océan-atmosphère fonctionnent sur des échelles saisonnières à interannuelles, créant des variations de fréquence, d'intensité et de voies dans différents bassins.

El Niño – oscillation sud

L'ENSO est le principal facteur de variabilité annuelle de l'activité mondiale des cyclones tropicaux. Les épisodes El Niño et La Niña produisent des effets opposés dans différents bassins:

  • Bassin Atlantique: Pendant El Niño, les vents supérieurs de l'ouest au-dessus des Caraïbes et de l'Atlantique tropical produisent un fort cisaillement vertical du vent, qui supprime la formation d'ouragans. La Niña réduit le cisaillement, ce qui entraîne des saisons d'ouragans plus actives et intenses dans l'Atlantique.
  • El Niño a tendance à déplacer la genèse du typhon vers le sud-est, augmentant le nombre de typhons puissants qui peuvent affecter le Japon et la Corée. La Niña déplace la genèse vers l'ouest, profitant souvent aux Philippines et au Vietnam.
  • Pacifique Nord Est: Sous El Niño, les températures de surface de la mer sont chaudes et le cisaillement du vent diminue à l'est d'Hawaii, ce qui entraîne parfois des cyclones tropicaux qui peuvent s'approcher de la côte ouest des États-Unis ou d'Hawaii.
  • Sud Pacifique et océan Indien: El Niño réduit généralement la fréquence des cyclones dans la région australienne tout en l'augmentant dans le Pacifique Sud est de l'Australie. Institut international de recherche sur le climat et la société fournit des mises à jour ENSO en temps réel utilisées par les prévisionnistes dans le monde entier.

Oscillation Madden–Julienne

La MJO est une grande impulsion vers l'est de précipitations accrues et supprimées qui se déplacent autour du globe en 30 à 60 jours. Lorsque la phase convectif améliorée de la MJO s'étend sur une région océanique chaude, elle crée un environnement favorable à la cyclogénèse tropicale en augmentant la convergence à basse altitude et en réduisant le cisaillement. Les forecasters testent la MJO pour prédire les périodes d'activité de cyclones élevés entre les jours et les semaines à l'avance. Par exemple, lorsque la phase améliorée de la MJO est située au-dessus de l'océan Indien, l'activité de cyclones augmente souvent dans la baie du Bengale et se déplace vers l'est vers l'ouest du Pacifique après 10 à 20 jours.

Dipole de l'océan Indien

Le Dipole de l'océan Indien (IOD) mesure la différence de température de surface de la mer entre l'est et l'ouest de l'océan Indien. Un IOD positif (ouest chaud de l'océan Indien, plus frais de l'est) tend à augmenter l'activité des cyclones dans la mer d'Arabie et la baie du Bengale, tandis qu'un IOD négatif a l'effet contraire.

Oscillation multidécadale de l'Atlantique

Sur des échelles de temps multidécadales, l'oscillation multidécadale de l'Atlantique (OMA) module les SST dans l'Atlantique Nord. Pendant la phase chaude de l'OMA (qui a commencé au milieu des années 1990 et pourrait se terminer), l'activité des ouragans de l'Atlantique est généralement élevée en raison des eaux plus chaudes de la principale région de développement qui s'étend aux Caraïbes.

Variations régionales des cyclènes tropicaux

Si la moyenne mondiale des cyclones tropicaux est de 80 à 90 par an, leur répartition est très inégale. Chaque bassin présente des caractéristiques distinctes, façonnées par les modèles climatiques locaux.

Bassin de l'océan Atlantique

La saison des ouragans de l'Atlantique s'étend du 1er juin au 30 novembre, avec une activité maximale de la mi-août à octobre. La région de développement s'étend de la côte ouest de l'Afrique aux Caraïbes et au golfe du Mexique. Les vagues africaines de l'est perturbent les graines d'environ 60 à 70 % des ouragans de l'Atlantique. El Niño et La Niña produisent les variations interannuelles les plus prononcées de ce bassin. Les saisons actives notables comprennent 2005 (28 tempêtes nommées, dont l'ouragan Katrina) et 2020 (30 tempêtes nommées, ce qui a fait le bilan).

Bassin du Pacifique Nord-Ouest

Le Pacifique Nord Ouest est le bassin le plus actif, produisant environ 25 à 30 typhons par année. Il n'y a pas de typhon officiel -saison - dans ce bassin; les tempêtes peuvent se former toute l'année, bien que la période de pointe soit de juillet à novembre. Les super typhons tels que Haiyan (2013) et Meranti (2016) ont démontré le potentiel destructeur de cette région.

Pacifique Nord-Est et Centre

La saison des ouragans dans l'est du Pacifique (15 mai-30 novembre) produit généralement 15 à 20 tempêtes par année, bien que beaucoup restent loin de la terre. Les tempêtes qui s'approchent du Mexique ou du sud-ouest des États-Unis peuvent causer des inondations importantes.

Océan Indien du Nord

La baie du Bengale est un foyer de développement des cyclones, surtout pendant les périodes pré-monsoon (avril-mai) et post-monsoon (octobre-décembre). La mer d'Arabie est moins active mais a connu une augmentation dans les cyclones très graves (p. ex., le cyclone Tauktae en 2021) en raison d'une EI positive et de la hausse des TSN.

Pacifique Sud et océan Indien Sud

La région australienne (Pacifique Sud et Océan Indien Sud) connaît environ 10 à 14 cyclones par an, le plus souvent de novembre à avril. La taille du continent australien et la Grande Barrière de corail influencent le comportement des tempêtes. Le cyclone Tracy (1974) détruit Darwin et le cyclone Yasi (2011) ont causé des dommages généralisés dans le Queensland.

Prévisions et perspectives saisonnières

Ces prévisions sont basées sur des modèles statistiques et des modèles climatiques dynamiques qui intègrent l'état de l'ENSO, les SST de l'Atlantique et d'autres prédicteurs. Pour l'Atlantique, Colorado State University publie des prévisions largement suivies en avril (mise à jour en juin, juillet et août). Le NOAA Climate Prediction Center[ publie également des prévisions saisonnières officielles sur les ouragans pour l'Atlantique et l'Est du Pacifique. Bien que les prévisions saisonnières ne permettent pas de prévoir les tempêtes individuelles, elles fournissent un cadre probabiliste pour la planification de la préparation aux situations d'urgence et de l'assurance.

Changement climatique et Cyclones tropicaux

Le changement climatique modifie l'environnement dans lequel se développent les cyclones tropicaux.La plus forte influence est l'augmentation des températures de surface de la mer, qui ont déjà été réchauffées d'environ 0,5 à 1 °C dans de nombreux bassins tropicaux au cours du siècle dernier. Selon le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC), il est probable que la proportion de tempêtes de catégorie 4 à 5 a augmenté dans le monde au cours des 40 dernières années.

  • Intensité accrue: Les tempêtes atteignent des vents soutenus maximums plus élevés, et la durée de vie des tempêtes les plus intenses peut être allonger.
  • Taux de précipitations plus élevés: L'air plus chaud retient plus d'humidité, de sorte que les cyclones tropicaux produisent des précipitations plus lourdes, augmentant les risques d'inondation à l'intérieur et le long des côtes.
  • Movement inférieur:[ Certaines études suggèrent que les cyclones tropicaux se déplacent plus lentement sur la terre, ce qui entraîne une exposition prolongée aux précipitations et des dommages plus importants.
  • Extension des tropiques:[ Les régions favorables à la formation de cyclones peuvent être en déplacement vers la pole, exposant les communautés de latitude moyenne à des tempêtes qui étaient historiquement rares.

Il est important de noter que la détection et l'attribution des tendances à long terme de la fréquence des cyclones tropicaux demeurent difficiles en raison de données historiques limitées, de l'évolution des méthodes d'observation et de la variabilité naturelle élevée. Toutefois, les principes physiques et les projections du modèle indiquent fortement que les tempêtes les plus dommageables en période de réchauffement continu augmentent le risque.

Le rôle des aérosols et de la pollution

Les aérosols issus de l'activité industrielle peuvent refléter la lumière du soleil, refroidir la surface de l'océan et supprimer l'activité des cyclones dans certaines régions. Ce masque d'aérosols peut avoir partiellement compensé le signal de réchauffement dans le bassin atlantique au milieu du XXe siècle.

Préparation aux risques futurs liés aux cyclones

Les prévisions saisonnières permettent aux gouvernements et aux organisations de prépositionner les ressources, d'activer les plans d'urgence et d'éduquer le public.Les prévisions météorologiques à moyenne portée (5-10 jours) combinées aux perspectives climatiques aident à affiner le calendrier.Pour les collectivités côtières, les investissements dans les infrastructures à forte intensité de tempête, les tampons naturels comme les mangroves et les zones humides, et les systèmes d'alerte précoce sont essentiels. L'Organisation météorologique mondiale Le Centre d'information météorologique fournit des avertissements en temps réel provenant des services météorologiques nationaux du monde entier.

Le renforcement des capacités d'adaptation, en particulier dans les pays en développement qui connaissent les pertes relatives les plus élevées, doit demeurer une priorité mondiale. À mesure que les modèles climatiques évoluent, l'interaction entre la variabilité naturelle et les changements anthropiques continuera de remettre en question notre capacité de prévoir et de résister aux cyclones tropicaux.