Alors que l'ouragan Ida se dirigeait vers le golfe du Mexique, une équipe de scientifiques surveillait de près un géant, bassin d'eau chaude tourbillonnant lentement directement sur son chemin.

Cette piscine chaude, un tourbillon, était un signe avant-coureur. Il mesurait environ 125 miles (200 kilomètres) de diamètre. Et il était sur le point de donner à Ida l'augmentation de puissance qui, en moins de 24 heures, la transformerait d'un ouragan faible en une dangereuse tempête de catégorie 4 qui s'est abattue sur la Louisiane juste à l'extérieur de la Nouvelle-Orléans le 29 août. 2021.

Nick Shay, océanographe à la Rosenstiel School of Marine and Atmospheric School de l'Université de Miami, était l'un de ces scientifiques. Il explique comment ces tourbillons, partie de ce qu'on appelle le courant de boucle, aider les tempêtes à s'intensifier rapidement en ouragans monstres.

Comment se forment ces tourbillons ?

Le courant de boucle est un élément clé d'un grand gyre, un courant circulaire, tournant dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'océan Atlantique Nord. Sa force est liée au flux d'eau chaude des tropiques et de la mer des Caraïbes dans le golfe du Mexique et à nouveau par le détroit de Floride, entre la Floride et Cuba. De là, il forme le noyau du Gulf Stream, qui coule vers le nord le long de la côte est.

Dans le Golfe, ce courant peut commencer à dégager de grands tourbillons chauds lorsqu'il atteint le nord à peu près à la latitude de Fort Myers, Floride. N'importe quand, il peut y avoir jusqu'à trois tourbillons chauds dans le golfe. Le problème survient lorsque ces tourbillons se forment pendant la saison des ouragans. Cela peut être un désastre pour les communautés côtières du Golfe.

L'eau subtropicale a une température et une salinité différentes de l'eau commune du Golfe, ses tourbillons sont donc faciles à identifier. Ils ont de l'eau chaude à la surface et des températures de 78 degrés Fahrenheit (26 C) ou plus dans des couches d'eau s'étendant sur environ 400 ou 500 pieds de profondeur (environ 120 à 150 mètres). Étant donné que la forte différence de salinité inhibe le mélange et le refroidissement de ces couches, les tourbillons chauds retiennent une quantité considérable de chaleur.

Lorsque la chaleur à la surface de l'océan dépasse environ 78 F (26 C), les ouragans peuvent se former et s'intensifier. Le tourbillon sur lequel Ida est passé avait des températures de surface supérieures à 86 F (30 C).

Comment saviez-vous que ce tourbillon allait être un problème ?

Nous surveillons chaque jour la teneur en chaleur des océans depuis l'espace et gardons un œil sur la dynamique des océans, surtout pendant les mois d'été. Gardez à l'esprit que les tourbillons chauds en hiver peuvent également dynamiser les systèmes frontaux atmosphériques, comme la « tempête du siècle » qui a provoqué des tempêtes de neige dans le Grand Sud en 1993.

Pour évaluer le risque que cette source de chaleur représentait pour l'ouragan Ida, nous avons survolé des avions au-dessus du tourbillon et largué des appareils de mesure, y compris ce que l'on appelle les consommables. Un jetable parachute jusqu'à la surface et libère une sonde qui descend environ 1, 300 à 5, 000 pieds (400 à 1, 500 mètres) sous la surface. Il renvoie ensuite des données sur la température et la salinité.

Ce tourbillon avait de la chaleur jusqu'à environ 480 pieds (environ 150 mètres) sous la surface. Même si le vent de la tempête a causé un certain mélange avec de l'eau plus froide à la surface, cette eau plus profonde n'allait pas se mélanger tout le long. Le tourbillon allait rester chaud et continuer à fournir de la chaleur et de l'humidité.

Cela signifiait qu'Ida était sur le point d'obtenir une énorme quantité de carburant.

Quand l'eau chaude s'étend en profondeur comme ça, on commence à voir la pression atmosphérique chuter. L'humidité transfère, aussi appelée chaleur latente, de l'océan à l'atmosphère sont soutenus par les tourbillons chauds puisque les tourbillons ne se refroidissent pas de manière significative. Alors que ce dégagement de chaleur latente se poursuit, les pressions centrales continuent de diminuer. Finalement, les vents de surface ressentiront les changements de pression horizontale plus importants à travers la tempête et commenceront à s'accélérer.

C'est ce que nous avons vu la veille du passage de l'ouragan Ida. La tempête commençait à sentir cette eau vraiment chaude dans le tourbillon. Alors que la pression continue de baisser, les tempêtes deviennent plus fortes et mieux définies.

Quand je me suis couché à minuit ce soir-là, les vitesses du vent étaient d'environ 105 milles à l'heure. When I woke up a few hours later and checked the National Hurricane Center's update, it was 145 miles per hour, and Ida had become a major hurricane.

Is rapid intensification a new development?

We've known about this effect on hurricanes for years, but it's taken quite a while for meteorologists to pay more attention to the upper ocean heat content and its impact on rapid intensification.

En 1995, Hurricane Opal was a minimal tropical storm meandering in the Gulf. Unknown to forecasters at the time, a big warm eddy was in the center of the Gulf, moving about as fast as Miami traffic in rush hour, with warm water down to about 150 meters. All the meteorologists saw in the satellite data was the surface temperature, so when Opal rapidly intensified on its way to eventually hitting the Florida Panhandle, it caught a lot of people by surprise.

Aujourd'hui, meteorologists keep a closer eye on where the pools of heat are. Not every storm has all the right conditions. Too much wind shear can tear apart a storm, but when the atmospheric conditions and ocean temperatures are extremely favorable, you can get this big change.

Hurricanes Katrina and Rita, both in 2005, had pretty much the same signature as Ida. They went over a warm eddy that was just getting ready to be shed form the Loop Current.

Hurricane Michael in 2018 didn't go over an eddy, but it went over the eddy's filament—like a tail—as it was separating from the Loop Current. Each of these storms intensified quickly before hitting land.

Bien sûr, these warm eddies are most common right during hurricane season. You'll occasionally see this happen along the Atlantic Coast, trop, but the Gulf of Mexico and the Northwest Caribbean are more contained, so when a storm intensifies there, someone is going to get hit. When it intensifies close to the coast, like Ida did, it can be disastrous for coastal inhabitants.

What does climate change have to do with it?

We know global warming is occurring, and we know that surface temperatures are warming in the Gulf of Mexico and elsewhere. When it comes to rapid intensification, cependant, my view is that a lot of these thermodynamics are local. How great a role global warming plays remains unclear.

This is an area of fertile research. We have been monitoring the Gulf's ocean heat content for more than two decades. By comparing the temperature measurements we took during Ida and other hurricanes with satellite and other atmospheric data, scientists can better understand the role the oceans play in the rapid intensification of storms.

Once we have these profiles, scientists can fine-tune the computer model simulations used in forecasts to provide more detailed and accurate warnings in the futures.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.