Question D6 :
Pourquoi les vents les plus forts sont-ils
généralement sur la partie droite du
cyclone (hémisphère Nord) ?
Rédigé par Chris Landsea
En premier lieu, le "
côté droit de la tempête " est défini par rapport
au mouvement de la tempête : si l'ouragan se déplace
vers l'ouest, le côté droit est au nord de la perturbation
; si l'ouragan va vers le nord, le côté droit est
à l'est de la tempête, etc.
En général, les vents les plus forts d'un cyclone
sont situés sur le côté droit parce que le déplacement
du phénomène favorise les vents tourbillonnants. Un
ouragan dont les vents seraient de 145 km/h lorsqu'il
est stationnaire verrait ceux-ci monter jusqu'à 160
km/h sur sa partie droite et seulement 130 km/h sur
sa partie gauche s'il commençait à de déplacer à 16
km/h (quelle que soit la direction).
A noter que l'OAR américain et d'autres centres
de référence prennent déjà cette asymétrie en compte
et auraient, dans ce cas, annoncé des vents maximums
de 160 km/h.
Pour les cyclones tropicaux de l'hémisphère Sud, ces
différences sont inversées : les vents les plus forts
sont sur le côté gauche de la tempête. En effet, les
vents cycloniques tournent dans le sens des aiguilles
d'une montre au sud de l'équateur.
Question D7 :
Quelle quantité d'énergie un
ouragan libère-t-il ? Rédigé par Chris
Landsea
Un ouragan peut être considéré à première vue comme
une machine thermique : il tire son énergie de l'air
chaud et humide au-dessus des eaux tropicales et libère
cette chaleur par condensation de la vapeur d'eau en
gouttelettes dans les orages intenses du mur de l'oil
et dans les bandes pluvieuses, évacuant ainsi de l'air
froid dans les niveaux supérieurs de la troposphère
(environ 12 km d'altitude).
On peut considérer le bilan énergétique d'un ouragan
de deux façons :
- la quantité totale d'énergie libérée par la condensation
en gouttelettes d'eau ou.
- la quantité d'énergie cinétique générée pour maintenir
les forts vents tourbillonnants de l'ouragan (Emanuel,
1999).
Il apparaît que la majeure partie de la chaleur libérée
lors du processus de condensation est utilisée pour
produire des mouvements ascendants dans les orages et
une petite partie seulement alimente les vents horizontaux
de la tempête.
- Méthode 1) - Energie totale libérée par
la formation de nuages et/ou de pluie :
Un ouragan moyen produit 1,5 cm de pluie par jour
dans un cercle de 665 km de rayon (Gray 1981) (plus
il y a de pluie dans la partie centrale de l'ouragan
autour du mur de l'oil, moins il y en a dans les
bandes pluvieuses extérieures). Si on convertit
cette valeur en quantité de pluie, on obtient 2,1.1016
cm3/jour. 1 cm3de pluie pèse 1 g. En utilisant la
chaleur latente de condensation, cette quantité
de pluie produite donne
5,2.1019 joules/jour
soit 6,0.1014 watts.
- Méthode 2) - Energie cinétique totale
(énergie du vent) générée : Pour un ouragan
pleinement formé, la quantité d'énergie cinétique
générée est égale à celle dissipée par les frictions.
Le taux de dissipation par unité de surface correspond
à la densité de l'air multipliée par le coefficient
de résistance multiplié par la vitesse du vent au
cube (voir Emanuel 1999 pour plus de détails). On
peut soit intégrer un profil typique de vent sur
une série de rayons compris entre le centre de l'ouragan
et le rayon le plus externe de la tempête, ou estimer
une vitesse moyenne de vent au centre de l'ouragan.
En choisissant la dernière option et en utilisant
des vents de 40 m/s (144 km/h) sur un rayon d'e
l'ordre de 60 km, on obtient un taux de dissipation
(taux de génération de vent) de
1,3.1017 joules/jour
ou 1,5.1012 watts.
Cela correspond à peu près à la moitié de la production
mondiale d'électricité, ce qui représente également
une quantité d'énergie produite impressionnante !
Les deux méthodes montrent qu'une énorme quantité
d'énergie est générée par les ouragans. Toutefois,
on voit que la quantité d'énergie libérée dans un
ouragan (en créant des nuages et de la pluie) effectivement
destinée à maintenir les vents tourbillonnants de
l'ouragan correspond au taux énorme de 400 pour 1.
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