Novembre 2012

Hybridation de Sandy

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De temps en temps, un paisible domaine de recherche se retrouve subitement sur le devant de la scène. Ce fut le cas, lorsque, dans l’Atlantique, l’ouragan de catégorie 1 Sandy, après avoir tué des dizaines de personnes et causé des dégâts considérables un peu plus tôt dans les Caraïbes, a gagné en intensité, causant des dizaines de milliards de dollars de dégâts et faisant plusieurs dizaines de victimes dans l’est des États-Unis. Sandy n’est pas la première tempête hybride, mais il se distingue dans les annales de la météorologie par le fait qu’il a conjugué de façon tout à fait inédite un ensemble de facteurs bien connus. Sandy fera peut-être l’objet de milliers de thèses – en tous cas de quelquesunes– et certaines de ses spécificités auront des répercussions sur

La métamorphose d’un ouragan

Douze à 24 heures avant que Sandy n’atteigne les côtes des États-Unis, non loin d’Atlantic City dans la soirée du lundi 29 octobre, les spécialistes ont assisté à ce qu’ils appellent une «transition extratropicale». D’un point de vue technique, comme «extratropical» signifie «en dehors des tropiques», tous les systèmes dépressionnaires situés aux latitudes moyennes ou dans les régions polaires peuvent être qualifiés d’extratropicaux. Mais les météorologues établissent une distinction entre


Les cyclones tropicaux – appelés ouragans, typhons ou cyclones selon la région du monde où ils apparaissent– sont caractérisés par le fait qu’ils tournent autour d’un noyau d’air chaud. Ils tirent leur énergie de la chaleur de l’océan et de l’humidité ambiante et se développent lorsque l’air environnant est uniformément chaud et humide et que les vents en altitude sont relativement faibles. En revanche, on retrouve généralement les dépressions extratropicales à l’intersection d’un front froid et d’un front chaud ou dans une zone avoisinante. Ce type de dépression est stimulée, plutôt qu’entravée par les différences de température et d’humidité entre les fronts et par les vents forts du courant-jet polaire.


À mesure qu’ils se développent, les systèmes à noyau chaud et à noyau froid peuvent notamment suivre les trois évolutions suivantes:

  • Il n’est pas rare qu’un cyclone tropical à noyau chaud se transforme en système à noyau froid. Pendant une année normale, un ouragan au moins se transforme en tempête extratropicale, selon une évolution relativement évidente, lorsqu’il arrive dans l’Atlantique Nord. À mesure que de l’air plus froid et plus sec pénètre dans le noyau chaud, la tempête perd généralement de sa symétrie et commence à s’infléchir vers les couches supérieures les plus froides de l’atmosphère;

  • Il est également possible pour un cyclone extratropical de développer une «séclusion chaude». Dans ce cas, une poche d’air chaud et humide est attirée dans la circulation à noyau froid, puis piégée par une dynamique complexe impliquant une circulation descendante de l’air de la stratosphère. Il s’agit du modèle de Shapiro-Keyser, qui doit son nom aux chercheurs chevronnés Mel Shapiro (qui travaille aujourd’hui au NCAR) et Daniel Keyser (Université d’Albany, Université de l’État de New York). Certaines des tempêtes les plus intenses de l’Atlantique, tous types confondus, sont nées de séclusions chaudes. Ce phénomène apparaît principalement en hiver dans la partie septentrionale de l’Atlantique Nord, mais il est rare que ces tempêtes atteignent le littoral de l’Atlantique central, en particulier au milieu de l’automne.

  • Parfois, un cyclone extratropical bénéficie d’un regain d’énergie lorsqu’il absorbe les restes d’un ouragan préexistant. Bien à l’est de la Nouvelle-Angleterre, la «tempête parfaite» d’octobre 1991, qui fera date, était alimentée par la chaleur et l’humidité des restes de l’ouragan Grace. Même si elle n’a pas atteint le littoral, cette forte tempête n’en a pas moins été responsable du déferlement d’une houle dévastatrice sur une grande partie de la côte Est des États-Unis.

Et puis, il y a Sandy . . .

Les météorologues n’ont pas fini d’analyser les cartes, mais il semble que Sandy ait réuni des éléments de ces trois processus. Alors qu’il en était encore au stade de l’ouragan, sa périphérie a commencé à présenter certaines caractéristiques d’un cyclone extratropical, avec une zone très étendue de vents de surface de forte intensité et «un flux sortant d’altitude semblable à une grande cheminée», tel que l’a décrit Shapiro (voir l’image satellite). Un jour environ avant que la tempête n’atteigne le littoral, son noyau chaud s’est brièvement intensifié.
Puis, quelques heures avant de toucher terre, Sandy a amorcé un virage serré vers l’ouest, en direction du centre du creux barométrique qui s’approchait aux latitudes moyennes, ce qui, selon Shapiro, est un signe de formation d’une séclusion chaude apparente dans la partie supérieure du noyau chaud, qui se désintégrait rapidement. Shapiro a précisé qu’il n’avait jamais vu une tempête comme Sandy.

Sandy satelite image

Selon Shapiro, la tempête s'apparentant le plus à Sandy est le Grand ouragan de Nouvelle-Angleterre («Long Island Express»), qui a fait des centaines de morts en 1938 lorsqu'il a frappé les côtes de la Nouvelle-Angleterre quasiment par surprise. Selon les indications dont nous disposons, ce grand ouragan s'est déplacé vers le nord à une vitesse avoisinant 115 km/h, ce qui en fait l'ouragan le plus rapide jamais observé, puis a bifurqué vers le nord-ouest après avoir atteint les côtes. Même si Sandy n'a pas été aussi rapide, il n'en a pas moins accéléré pour atteindre près de 50 km/h alors qu'il s'incurvait vers l'ouest et s'approchait du New Jersey. Comme les observations en altitude étaient rares dans les années 1930, il ne sera peut-être pas possible de déterminer les éléments communs à ces deux phénomènes.

Deux tempêtes en une ?

L'immense champ de vent de Sandy est un autre élément étayant la théorie de la séclusion chaude. Outre le petit noyau central de vents d'une force proche de celle d'un ouragan, centré du côté sud de Sandy, un second maximum de vent fort était enregistré bien plus au nord. Soufflant avec violence sur certaines parties de la Nouvelle-Angleterre, avec des rafales atteignant 140 km/h à Rhode Island, cette bande de vent extérieure s'est ensuite déplacée vers Long Island et la ville de New York.

Cette dualité de la structure du vent est inhabituelle pour les ouragans. Heureusement, grâce à des modèles informatiques, il a été possible de prévoir cette bande de vents violents exceptionnelle plus d'un jour à l'avance. En outre, les observations en altitude ont permis de voir leur développement à plusieurs centaines de mètres au-dessus du sol quelques heures avant qu'il y ait mélange des vents en surface. En conséquence, le Service météorologique national des États-Unis a diffusé une prévision immédiate spécifique, avisant les habitants de la région de New York – en particulier les personnes vivant ou travaillant dans des gratte-ciel – que des rafales de vent de la force d'un ouragan risquaient de se produire dans un intervalle de plusieurs heures le lundi soir. Les rafales ont atteint 145 km/h à Islip, au centre de Long Island, et 127 km/h à l'aéroport international John F. Kennedy, dans le Queens.

Du point de vue de la physique, la synthèse de cet événement météorologique remarquable est loin d'être achevée, sans compter la kyrielle de questions de société qu'il a soulevées. Les chercheurs se réjouissent néanmoins du fait que, pour l'essentiel, les modèles ont prévu, plusieurs jours à l'avance, un grand nombre des caractéristiques les plus exceptionnelles de Sandy, ce qui a permis aux prévisionnistes d'annoncer des conséquences sans précédent pour les zones les plus peuplées du pays et ce, indépendamment de la question de savoir si Sandy était un ouragan, une tempête extratropicale, une tempête hybride ou, comme elle semble désormais avoir été baptisée, une «super tempête».

Bob Henson, météorologue, rédacteur/éditeur, Centre national de recherche atmosphérique (NCAR), Corporation universitaire pour la recherche atmosphérique (UCAR). Collaborateur d’AtmosNews (www.ucar.edu/atmosnews)

 

 

 

 

 

 

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