Ouragans ; L’oeil du Super Typhon Maysak occupe une place importante dans une image prise par l’astronaute de l’Agence spatiale européenne Samantha Cristoforetti à bord de la Station spatiale internationale le 7 août 2017.
L’œil d’un cyclone est un lieu de sécurité et un signe de danger. Dans l’œil les vents sont calmes et il ne pleut pas. Les ciels bleus sont généralement visibles au-dessus de la tête. Mais se retrouver dans l’œil d’une tempête est une mauvaise nouvelle – l’œil est entouré par le mur des yeux, où les vents les plus puissants de la tempête tourbillonnent.
Et quand un œil se forme, c’est un signe qu’un cyclone est devenu plus organisé et plus puissant. C’est une étape clé sur la route pour devenir un ouragan à part entière.
Ainsi, les météorologues regardent attentivement les yeux cycloniques. Ces endroits étranges et immobiles transmettent des informations inestimables sur la destruction qu’une tempête va provoquer.
Et pourtant, malgré l’attention intense des chercheurs sur les phénomènes, les yeux des cyclones sont à peine compris. Un article publié en 2006 a trouvé des centaines d’explications sur la formation des yeux du cyclone, beaucoup d’entre elles se contredisant explicitement.
Mais un nouvel article d’un physicien, mathématicien appliqué et ingénieur, publié aujourd’hui (Jan. 12) dans la revue Physical Review Fluids, peut aider à affiner le champ.
Le problème avec la modélisation et la détermination de l’œil, écrit l’auteur, est que les structures intérieures des ouragans (et autres cyclones ) sont régis par un certain nombre de forces et de phénomènes concurrents – des choses comme la turbulence et plusieurs couches se comportant différemment – qui sont chacune très complexes ou mal comprises.
Et lorsque plusieurs systèmes complexes interagissent, en particulier ceux qui n’ont pas encore divulgué d’informations, les résultats sont beaucoup plus complexes.
C’est un problème fondamental de la théorie des fluides, ainsi que de la météorologie, écrivirent les chercheurs.
« Malgré [eyes’] apparence commune … il n’est même pas clair que les mêmes mécanismes de base sont responsables dans différentes classes de tourbillons atmosphériques « , ont écrit les scientifiques.
« En l’absence d’une telle compréhension fondamentale, on ne peut prédire avec certitude quand les yeux devraient ou ne devraient pas se former. »
Les chercheurs ont construit ce qu’ils ont appelé le modèle le plus complexe d’un cyclone atmosphérique développé ils avaient développé et décrit dans un article publié dans le Journal of Fluid Mechanics en janvier 2017.
« Il faut être prudent dans de telles tentatives », pour modéliser un oeil cyclonique, écrivaient-ils dans l’article de 2018 , « et il est important de souligner que certaines caractéristiques essentielles des tourbillons atmosphériques ont été abandonnées dans le présent modèle, notamment la stratification verticale, la viscosité variable turbulente et anisotrope, ainsi que la libération de chaleur latente due à l’eau.
Pourtant, écrivirent-ils, leur modèle est un analogue simplifié et raisonnable pour les types de tempêtes tropicales qui émergent dans des conditions réelles
Pour qu’un œil se forme leur modèle, les chercheurs ont trouvé, le cyclone doit s’adapter à quatre conditions aux limites. Sachant que ce n’est pas très important pour obtenir le point de base de ce document, n’hésitez pas à faire défiler la liste. Mais ici, il est pour les curieux:
- Le nombre Ekman – une mesure de la viscosité atmosphérique locale par rapport à la force de Coriolis causée par le filage de la planète – ne peut pas être trop élevé. En d’autres termes, le système ne peut pas être trop dominé par le frottement entre les courants d’air, contrairement à la force de la Terre qui glisse sous les pieds.
- Le nombre de Reynolds – qui mesure le rapport inertiel (mouvement). ) force à la viscosité atmosphérique – ne peut pas être trop faible. C’est une façon compliquée de dire que le mouvement de la tempête doit être au moins un facteur moteur assez important dans le système par rapport à l’adhérence des vents les uns aux autres.
- Le nombre de Rossby ne peut pas être trop grand …
- … trop petit. Le nombre de Rossby mesure la relation entre les forces de mouvement du système et les forces de Coriolis. Donc, pour que l’œil d’un cyclone se forme, les deux doivent être au moins assez significatifs.
Le point important ici est que, du moins dans ce modèle simplifié, l’œil d’un cyclone se forme lorsque la friction interne de la tempête, sa vitesse et La force de la Terre tournante agissant sur la tempête est un équilibre délicat.
Il est important de noter que ces résultats ne répondent pas entièrement à la question de savoir pourquoi les yeux se forment dans les ouragans – trop de facteurs sont omis. , et il est tout à fait possible que leur modèle ne modélise pas les ouragans aussi bien qu’ils l’attendent. (Leur modèle ne couvre certainement pas d’autres formes de cyclones atmosphériques, comme les tornades.)
Ce que cette recherche fait, disent-ils, est la voie à suivre pour répondre à quelques questions fondamentales sur les ouragans. A savoir: Pourquoi se forment-ils , et comment les météorologues peuvent-ils mieux prédire le comportement des tempêtes?
