DPS n°51 : Katrina
Katrina : chronique d'une catastrophe annoncée.,
Frank Roux,
Dossier Pour la Science n°51, avril-juin 2006, p. 68-73.
MC : meteorologie, cyclone, Coriolis, thermodynamique, moment cinétique.
Notes :Cet article nous resume bien le fonctionnement d'un cyclone de sa naissance à sa fin tout en étudiant le cas précis d'un cyclone récent (2005), Katrina.
Contenu : Le cyclone est l'un des phénomènes naturels le plus dévastateur. Il engendre aussi bien des dégâts humain que matériels (qui peut bouleverser l'économie d'un pays). Un cyclone atteint en moyenne des vents de 150 km/h et exceptionnellement des pointes de 370km/h à proximité de l'oeil. Les vents de surfaces sont très ravageurs (l'énergie du vent est proportionnelle au carré de la vitesse) car ils sont turbulents : rafales et changent de direction; de plus ils sont accompagnés de fortes pluies. Ainsi en 2005, Katrina fit 1500 victimes et 125 milliards de dollars de dommages au sud-est des Etats-Unis en l'espace de 2 jours.
Le cyclone a besoin de conditions précises pour se former, se développer et se maintenir. Tout d'abord, il faut savoir que la dépression est à la base d'un cyclone; elle est formée grâce au rayonnement solaire qui augmente la température de l'eau (26°C sur au moins 50 mètres de profondeur) entraînant l'élévation de grandes quantités d'air chaud et humides. Ainsi cette ascension de l'air au-dessus des océans tropicaux crée une zone de basse pression qui aspire l'air chaud et humide de la périphérie. Ce courant va dévié vers la droite (en hémisphère nord) à cause de la force de Coriolis pour se mettre en rotation dans le sens antihoraire. C'est ce qu'on appelle la dépression tropicale. Pour qu'elle persiste, les vents en altitudes doivent être faibles et homogènes. Ensuite, avec toutes ces conditions réunies, la tempête s'intensifie, les nuages enflent, les vents s'accélèrent, l'oeil apparaît. Ainsi le cyclone est formé. On peut le classifier en plusieurs catégories allant de 1 à 5 suivant la forces des vents. L'apparition de l'oeil provient de la convergence des vents vers le centre dépressionnaire qui lui reste calme et à basse pression. Ces vents ont une vitesse d'autant plus grande qu'ils sont prêts de l'oeil , c'est " le mur de l'oeil " ou l'on y trouve des vitesses maximales, ceci du fait de la conservation du moment cinétique. Enfin comme on l'a vu, un cyclone naît au dessus d'un océan (chaud) et y puise son énergie indispensable, l'humidité. C'est pour cela que son activité diminue fortement lorsqu'il se situe au-dessus des terres. Néanmoins, l'intensité de la force de Coriolis n'est pas constante, nulle à l'équateur et maximale aux pôles. Ce n'est qu'au delà de 5° de latitude que sa valeur est assez forte pour entretenir des circulations cycloniques. L'évolution de ces cyclones est suivi de près par des satellites et par des mesures faites par avions.
Une question que l'on pourrait se poser est si il y aurait un rapport entre l'activité cyclonique et le changement climatique ? Mais les spécialistes s'accordent à penser que l'augmentation cyclonique en Atlantique proviendrait d'un autre phénomène. De plus, à l'échelle globale, le nombre annuel de cyclone est stable depuis les dernières decenies.
Compléments :
cyclone sur meteo france :
http://www.meteo.fr/meteonet/decouvr/a-z/html/879_curieux.htm
National Hurricane Center :
http://www.nhc.noaa.gov/
"Les cyclones tropicaux" de F. Roux et N. Viltard.