Cyclogénèse tropicale - Définition

Cycle de vie

Un cyclone tropical se formera généralement à partir d'une onde tropicale ou d'une perturbation tropicale qui développera une circulation fermée et deviendra une dépression tropicale. Si les conditions sont favorables, elle se développera ensuite en tempête tropicale puis en cyclone tropical.

À n'importe quel de ces stades, le système tropical peut entrer dans une zone défavorable et se dissiper ou effectuer une transition extratropicale. De même un système extratropical ou subtropical peut donner naissance à un cyclone tropical dans des cas plus rares.

Formation et intensification

Circulation de l'air dans un cyclone tropical

Un cyclone tropical est donc alimenté par l'énergie thermique résultant du relâchement de chaleur lors de la formation des précipitations. Le cycle de vie d'un tel système se produit donc ainsi:

1. orages dispersés qui commencent à se développer sur des eaux chaudes.
2. lorsque ces orages se retrouvent dans une zone de convergence, on commence à avoir une organisation des orages et un début de rotation si la force de Coriolis est suffisante
3. la Spirale d'Ekman qui se développe grâce à la force Coriolis dans la couche limite atmosphérique (là où la friction joue un rôle) concentre encore plus la circulation vers le centre de plus basse pression et effectue un transfert de l'air du sommet de la couche limite vers la surface. Ceci:
   1. assèche l'air au-dessus de la couche limite et le refroidit
   2. l'air qui descend s'humidifie et prend la température de la mer.
   3. la différence entre l'air en haut et en bas de la couche limite renforce l'instabilité et accélère la convection
4. la chaleur latente relâchée par le processus de formation des précipitations réchauffe la surface et refroidit les sommets orageux rendant la convection encore plus intense
5. l'air qui redescend du sommet des nuages est devenu sec et frais et diverge en haute altitude. Il subside sur les deux côtés des bandes ce qui assèche l'air où il passe. Ceci limite l'étendue latérale de orages. Comme cet air sec est à nouveau réintroduit dans la couche limite où le processus d'humidification se répète, mais à une distance plus faible du centre de rotation, on assiste à la formation de bandes parallèles de convection
6. la cyclonisation continue jusqu'à ce que l'on arrive à un équilibre entre l'énergie dégagée par la précipitation et la friction dans la couche limite

Si l'énergie relâchée et les déclencheurs dynamique sont moyens, on arrive à former une tempête tropicale. S'ils sont plus importants, on arrive au stade de cyclone tropical. Il y a alors un baisse de la hauteur de la tropopause au centre du système et l'air en descendant s'échauffe et s'assèche. Cette subsidence se concentre sur la partie concave de la bande spiralée, car le réchauffement est plus important de ce côté des bandes. L'air maintenant chaud s'élève, diminuant la pression atmosphérique. La pression chutant dans la concavité des bandes, les vents tangentiels s'intensifient. Alors les bandes convectives convergent vers le centre cyclonique en s'enroulant autour. Le résultat est la formation d'un œil et d'un mur de l'œil.

Dissipation

L'ouragan Florence dans l'Atlantique Nord après sa transition d'ouragan en cyclone extratropical

La mort de ces systèmes est causé par l'augmentation de la friction de surface lorsqu'ils entrent dans les terres ou par la perte de leur source de chaleur en passant sur des eaux plus froides. L'augmentation du cisaillement des vents avec l'altitude va également inhiber la convection orageuse nécessaire à leur maintien. Ces éléments peuvent se produire dans la zone tropicale et on a alors dissipation du cyclone en convection désorganisée.

Les cyclones tropicaux se transforment cependant souvent en cyclones extratropicaux à la fin de leur existence tropicale. En général, cela se produit entre les 30° et 40° de latitude lorsqu'ils sont capturés dans la circulation rapide d'ouest à ces latitudes. Lors de la transition, le cyclone amorce son entrée dans une masse d'air en altitude plus froide. Sa source d'énergie passe alors du relâchement de chaleur latente, par la condensation provenant des orages en son centre, en processus baroclinique.

Le système de basse pression perd ensuite son cœur chaud et devient un système à cœur froid. Lors de ce processus, un cyclone en transition extratropicale (connu au Canada comme étape post-tropicale) va invariablement former ou se fondre avec les fronts environnants et/ou rejoindre un important système baroclinique. La taille du système semble alors croître mais son cœur faiblit. Cependant lorsque la transition est achevée, la tempête peut reprendre en puissance, grâce à l'énergie baroclinique, si les conditions environnementales sont favorables. Le cyclone modifiera aussi sa forme, devenant graduellement moins symétrique.