L'effet de serre des nuages accélère le développement des cyclones tropicaux. Représentation schématique de la façon dont le piégeage du rayonnement infrarouge par les nuages convectifs profonds conduit à un réchauffement localement accru (ombrage rouge), et comment ce réchauffement favorise la circulation transversale thermiquement directe (flèches fines) du cyclone tropical. (A) Un orage naissant, caractérisé par une faiblesse, large circulation primaire. (B) Un ouragan qui s'intensifie caractérisé par un œil bien défini et une forte circulation primaire. Crédit :James H. Ruppert Jr. / Penn State
Avec la saison des tempêtes tropicales dans l'océan Atlantique en cours et déjà bien dans l'alphabet grec pour nommer, une meilleure prévision de la trajectoire des tempêtes a permis des évacuations et des préparatifs en temps opportun. Cependant, la formation et l'intensification de ces tempêtes restent difficiles à prévoir, selon une équipe internationale de chercheurs qui étudient l'origine des cyclones tropicaux.
"Il y a des questions critiques autour de la formation et de l'intensification des ouragans qui rendent leur prévision extrêmement difficile, " a déclaré James H. Ruppert Jr., professeur adjoint de recherche en météorologie et sciences de l'atmosphère, État de Penn. "Nous n'avons pas encore une compréhension suffisante des processus qui conduisent à la formation des tempêtes."
Les dépressions tropicales sont les faibles précurseurs des ouragans intenses, généralement identifiable comme un amas désorganisé de nuages dans une faible dépression, selon Rupert.
"Le stade de la dépression tropicale est généralement la première fois que les prévisionnistes sont capables d'identifier et de commencer à suivre une tempête, " il a dit.
Les conditions environnementales fournissent généralement une fenêtre étroite dans laquelle ces dépressions peuvent se transformer en cyclones tropicaux intenses.
"Comprendre la transition de cette phase de dépression à un ouragan qui s'intensifie, c'est ce que nous recherchons, " dit Ruppert.
Pour étudier la formation des cyclones tropicaux, les chercheurs ont observé la formation de tempêtes dans l'Atlantique et dans l'océan Pacifique occidental. Ils ont considéré deux tempêtes, Super typhon Haiyan, qui s'est produit en 2013, et l'ouragan Maria, qui a eu lieu en 2017.
Image satellite de l'ouragan Maria (2017) alors que l'œil était sur le point de toucher terre en Dominique. Crédit :James H. Ruppert Jr. / Penn State
Les chercheurs ont découvert que la rétroaction radiative infrarouge des nuages crée un effet de serre localisé qui piège la chaleur dans la zone de la dépression tropicale. Les nuages profonds qui sont lourdement chargés de gouttelettes d'eau et de cristaux de glace piègent le rayonnement infrarouge sortant et réchauffent l'atmosphère. Ce réchauffement local provoque un mouvement de soulèvement dans la tempête, ce qui aide à saturer complètement l'atmosphère et à augmenter les vents entrants près de la surface de l'océan. Tant que la tempête est à plus de quelques degrés au-dessus ou au-dessous de l'équateur, l'effet Coriolis fait que ces vents entrants forment une circulation près de la surface. Cette circulation s'intensifie alors à l'aide de l'évaporation de surface et forme finalement un œil central, prenant l'aspect classique d'un cyclone tropical intense.
Les chercheurs ont découvert que le réchauffement localisé créé par l'effet de serre des nuages a contribué à accélérer la formation de Haiyan et de Maria. Lorsqu'ils ont supprimé l'effet dans la simulation du modèle, les orages se sont formés plus lentement ou pas du tout. Les chercheurs soutiennent que l'effet de serre des nuages est donc probablement déterminant dans la formation de nombreux événements de tempête tropicale. Ils rapportent leurs résultats aujourd'hui (26 octobre) dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .
"Notre objectif ultime est de mieux prévoir les cyclones tropicaux, et il reste actuellement très difficile de prévoir la formation d'orages, " a déclaré Ruppert. " La prévision des trajectoires de tempête s'est considérablement améliorée au cours des dernières décennies. Les vents à grande échelle contrôlent principalement les trajectoires des tempêtes et notre capacité à mesurer et à prévoir ces vents s'est considérablement améliorée, permettant des progrès majeurs dans la prévision des trajectoires des tempêtes. Les processus à petite échelle qui régissent la formation et l'intensification des tempêtes en premier lieu, c'est là que notre compréhension et notre capacité à observer sont encore vraiment mises à l'épreuve."
