4) – Développement

4) –   Développement

Quand les conditions, préalablement citées, sont réunies, il manque encore certaines étapes avant qu’un système soit classé.

1)- Une Divergence et une convergence dans le système

photos13Figure 1. Convergence et divergence des vents

Les zones de convergence en altitude produisent des zones de hautes pressions au sol. Inversement, les zones de divergence en altitude produisent des zones de basses pressions en surface. La divergence qui se produit en altitude a pour effet de retirer de l’air dans la colonne. Puisqu’il y a moins d’air dans la colonne, la pression au sol commence à baisser. Un creux se développe alors au sol et engendre ainsi un mouvement de convergence à la surface sous la zone de divergence en altitude. Les vents qui convergent à la surface n’ont alors d’autre choix que de monter. Les vents horizontaux se mettent alors à être déviés vers la droite à la suite de l’action de la force de Coriolis, formant ainsi une dépression. Dans une dépression, les vents tournent dans le sens cyclonique, c’est-à-dire dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. On appelle ce mouvement de rotation des vents dans le sens cyclonique un « cyclone ».

Lorsque nous avons une dépression à la surface, il y a convergence des vents vers le centre de la dépression. Cela produit un mouvement d’air vers le haut puisque l’air ne peut entrer dans le sol. L’air en montant se refroidit et éventuellement la vapeur d’eau qu’il contient va se condenser et donner lieu à la formation de nuages, de précipitations et peut-être d’orages. C’est pourquoi le mauvais temps est toujours associé aux dépressions.

–          Divergence :

( Voir le site : CIMSS-DIVERGENCE )

divergFigure 2. Carte de divergence. Crédit Image : CIMSS

–          Convergence :

( Voir le site : CIMSS-CONVERGENCE )

convergFigure 3. Carte de convergence. Crédit Image : CIMSS

2)- Une pression minimale de 1005 Mb et des vents minimums de 35 Mph (30 Kts)

  • La dépression tropicale. Les vents sont inférieurs à 63 km/h.
  • La tempête tropicale. Les vents varient de à 63 à 117 km/h.
  • Les ouragans de Classe 1 à 5 (voir tableau)

CaptureFigure 4. Tableau de classification des cyclones

3)-Une vorticité

Ou une rotation cyclonique*

Les masses d’air abordent les centres dépressionnaires en étant déviés par la force de Coriolis à une grande échelle spatiale (plusieurs milliers de kilomètres). A moyenne échelle spatiale (quelques centaines de kilomètres), la force de Coriolis a moins d’influence sur la déviation des trajectoires et la circulation cyclonique autour des centres dépressionnaires est induite par le forçage prépondérant des vents qui ont subis de plus fortes déviations sur une plus grande échelle spatiale. Ce forçage « extérieur » des vents cycloniques à proximité des centres dépressionnaires s’étend sur des distances beaucoup plus grandes en haute altitude qu’en basse altitude car en basse altitude, les vents sont ralentis par le frottement au sol et sont donc moins déviés par la force de Coriolis. Cette différence d’emprise de la rotation cyclonique des vents entre haute et basse altitudes procure aux dépressions leur forme en spirale étirée verticalement. Les cellules de circulation verticales troposphériques (cellules de Hadley) décrivent deux centres de basses pressions atmosphériques (à l’équateur et aux latitudes moyennes), ainsi que deux centres de hautes pressions (situés sur les latitudes tropicales et polaires). Les vents se déplacent dans chaque hémisphère depuis les centres de hautes pressions vers les centres de basses pressions, sous l’effet des forces liées aux gradient de pression. Les mouvements de ces vents sont déviés par la force de Coriolis vers la droite dans l’hémisphère nord, et vers la gauche dans l’hémisphère sud. C’est ainsi que l’action conjuguée de l’ensemble des vents qui arrivent sur les centres de basses pressions des moyennes latitudes, en circulant vers le nord depuis les régions tropicales et vers le sud depuis les régions polaires, en étant tous déviés vers la droite de leurs mouvements respectifs, se traduit par une circulation résultante giratoire autour de ces centres de basses pressions.

*La vorticité est un concept utilisé en dynamique des fluides. Dans le sens le plus simple, la vorticté est la tendance pour les éléments de fluide à rotation. Plus formellement, la vorticité peut être liée à la quantité de  » circulation « ou » rotation  » dans un fluide. La vorticité moyenne  dans une petite région d’écoulement du fluide est égale à la circulation autour de la limite de cette région, divisée par la zone A de la petite région.

4)- Une convection :

Ou un bonne densité de nuages pluvio-orageux qui a tendance à se développer en phase de Dmax* et s’amoindrir en phase de Dmin*.

La convection est un phénomène omniprésent dans l’atmosphère terrestre. Elle peut être déclenchée par un réchauffement du sol par le soleil, par le mouvement d’une masse d’air froid au-dessus d’un plan d’eau relativement chaude, ou par d’autres phénomènes (dont les différences d’albédo) qui provoquent le réchauffement relatif du bas d’une couche atmosphérique par rapport à son sommet. Elle joue un rôle dans la chimie de l’atmosphère, en contribuant à certains transferts d’aérosols ou de polluants des basses couches (troposphère) vers les hautes couches, et inversement. Le mouvement convectif ascendant est causé par la différence de température entre la parcelle d’air soulevée et l’environnement plus froid en altitude. En effet, la parcelle se refroidit en montant mais selon le gradient thermique adiabatique, soit moins que la température de l’environnement dans les cas instables. Elle est donc moins dense que l’environnement et subit une poussée d’Archimède vers le haut. Cette différence est l’énergie potentielle de convection disponible (EPCD). Elle sera plus importante si de la chaleur latente est relâchée par la condensation de vapeur d’eau contenue dans la parcelle. La vitesse de déplacement de la parcelle d’air sera proportionnelle à l’EPCD. Ce mouvement ascendant s’accompagne du mouvement descendant d’un volume correspondant d’air plus dense (plus froid) par le même principe. La masse de l’air descendant est supérieure à celle de l’air ascendant ; il y a donc une baisse du centre de gravité du système, interprétable comme une conversion d’énergie potentielle gravitationnelle, en énergie cinétique.Les quantités d’énergie impliquées dans cette conversion peuvent être considérables et se traduire par des mouvements ascendants et descendants importants, créant de la turbulence. S’il y a condensation, on assiste à la formation de nuages convectifs qui peuvent donner de forts coups de vent, des précipitations intenses et de la foudre. Si le cisaillement des vents avec l’altitude est favorable à un transfert de tourbillon, on peut voir se former des tornades. Si le contenu en eau est très important, on peut obtenir des pluies torrentielles et même de la grêle.

On donne à la classe des nuages d’origine convective le nom générique de cumulus. Lorsque la couche d’air instable est peu étendue verticalement, on a formation de cumulus humilis, dit cumulus de beau temps, synonymes d’air ascendant. Si l’EPCD augmente, on passe ensuite au cumulus mediocris, puis au congestus, le second produisant les averses. Si l’instabilité est plus grande on obtient le cumulonimbus calvus, pour finir au roi des nuages le cumulonimbus cappilatus incus qui sont synonymes d’un orage mûr et possédant également un cycle descendant de convection. Chacun de ces nuages est appelé aussi cellule convective. Les orages peuvent être être formés de cellules convectives isolées et on parlera alors d’un orage mono ou uni-cellulaire pour ceux peu importants et d’orages supercellulaires pour les autres. Les orages composés de plusieurs cellules convectives se classent en deux catégories, soit les orages multicellulaires, pour ceux provenant d’une cellule initiale qui se clone, et les systèmes convectifs de méso-échelle (ligne de grain, Derecho, complexe convectif de méso-échelle, cyclone tropical, etc.), pour celles qui s’unissent à partir d’une genèse distincte. Les nuages mentionnés ci-dessus se produisent en général dans une masse d’air assez uniforme ce qui donne une répartition aléatoire des cellules. Si un déclencheur comme un front, un creux barométrique, un soulèvement au-dessus d’un obstacle ou même le flux descendant des nuages passe dans le secteur, il peut servir à organiser la convection ou à donner une convection forcée. Des nuages convectifs peuvent également se former dans des systèmes plus stables. Par exemple, à l’avant d’une dépression qui donne de la pluie continue, dite stratiforme, on a souvent dans bandes de précipitations plus intenses associées à des zones convectives dans les niveaux moyens de l’atmosphère. On note alors des altocumulus castellanus, ou même de cumulonimbus à base haute, imbriqués dans la masse nuageuse.

–          Le Dmin – Dmax*

Ou dvorak minimum et dvorak maximum est un terme typiquement américain. C’est un terme utilisé sur les forums américains pour désigner la phase la moins propice à une organisation le DMIN (ou dvorak minimum) au coucher du soleil et la phase la plus propice le DMAX (ou dvorak maximum) qui se situe aux alentours de 2H du matin.

*Sachant que D est utilisé pour Densité

5)-Un LLCC (Low Level Circulation Center) ou Circulation de centre de basse pression, fermé, on peut le voir sur les images ASCAT.

Ainsi la boucle bouclée, le système peut être nommé. (Voir le site : NESDIS-NOAA )

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Figure 5. Image de circulation des vents de surface de l’invest 91L avec un LLCC fermé.

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