Les scientifiques découvrent deux façons dont les ouragans s’intensifient rapidement

Les ouragans qui s’intensifient rapidement pour des raisons mystérieuses constituent une menace particulièrement effrayante pour ceux qui sont en danger. Les prévisionnistes ont eu du mal pendant de nombreuses années à comprendre pourquoi une dépression tropicale ou une tempête tropicale apparemment banale se transforme parfois en un ouragan majeur, entraînant des vents catastrophiques et poussant une vague d’eau potentiellement mortelle vers le rivage.

Les scientifiques ont désormais mis en lumière la raison pour laquelle ce défi de prévision a été si difficile à surmonter : il existe plusieurs mécanismes qui provoquent une intensification rapide. De nouvelles recherches menées par des scientifiques du Centre national de recherche atmosphérique (NCAR) de la National Science Foundation (NSF) des États-Unis utilisent les dernières techniques de modélisation informatique pour identifier deux modes entièrement différents d’intensification rapide. Les résultats pourraient permettre de mieux comprendre et prédire ces événements dangereux.

La nouvelle étude est parue dans le Revue météo mensuelle. Il a été co-écrit par les scientifiques du NCAR Rosimar Rios-Berrios et George Bryan.

“Essayer de trouver le Saint Graal derrière une intensification rapide n’est pas une bonne approche car il n’y a pas qu’un seul Saint Graal”, a déclaré Falko Judt, scientifique du NCAR et auteur principal de la nouvelle étude. “Il existe au moins deux modes ou saveurs différents d’intensification rapide, et chacun a un ensemble différent de conditions qui doivent être remplies pour que la tempête se renforce si rapidement.”

L’un des modes discutés par Judt et ses co-auteurs se produit lorsqu’un ouragan s’intensifie symétriquement, alimenté par des conditions environnementales favorables telles que des eaux de surface chaudes et un faible cisaillement du vent. Ce type de renforcement brutal est associé à certaines des tempêtes les plus destructrices de l’histoire, comme les ouragans Andrew, Katrina et Maria. Les météorologues ont été stupéfaits cette semaine lorsque les vents de l’ouragan Otis ont défié les prévisions et ont explosé à une vitesse de 110 milles par heure en seulement 24 heures, s’abattant sur la côte ouest du Mexique avec une force de catégorie 5.

Judt et ses co-auteurs ont également identifié un deuxième mode d’intensification rapide qui avait été négligé auparavant car il ne conduit pas à des vents de pointe atteignant des niveaux aussi destructeurs. Dans le cas de ce mode, le renforcement peut être lié à des sursauts d’orages importants loin du centre de la tempête. Ces sursauts déclenchent une reconfiguration de la circulation du cyclone, lui permettant de s’intensifier rapidement, atteignant une intensité de catégorie 1 ou 2 en quelques heures.

Ce deuxième mode est plus inattendu car il se produit généralement face à des conditions défavorables, telles que des vents compensateurs en altitude qui cisaillent la tempête en soufflant le sommet dans une direction différente de celle du bas.

“Ces tempêtes ne sont pas aussi mémorables et elles ne sont pas aussi importantes”, a déclaré Judt. “Mais les prévisionnistes doivent être conscients que même une tempête fortement cisaillée et asymétrique peut subir une intensification rapide.”

Une découverte fortuite

Une intensification rapide se produit lorsque les vents d’un cyclone tropical augmentent de 30 nœuds (environ 35 milles par heure) sur une période de 24 heures. Judt a découvert les deux modes d’intensification rapide alors qu’il travaillait sur un projet sans rapport.

La découverte a été réalisée après que Judt ait produit une simulation informatique de 40 jours à très haute résolution de l’atmosphère mondiale, en utilisant le modèle de prédiction à travers les échelles (MPAS) basé sur le NCAR. Cette simulation, exécutée au NCAR-Wyoming Supercomputing Center, a été conçue pour un projet international comparant les résultats des principaux modèles atmosphériques, qui ont atteint des détails sans précédent grâce à des supercalculateurs de plus en plus puissants.

Une fois que Judt a produit le modèle, il était curieux d’examiner les tempêtes dans la simulation qui s’intensifiaient rapidement. En examinant un certain nombre de cas dans les bassins océaniques du monde, il a remarqué que l’intensification rapide s’est produite de deux manières distinctes. Cela n’était pas apparent auparavant dans les modèles, en partie parce que les simulations précédentes ne capturaient que des régions individuelles au lieu de permettre aux scientifiques de suivre un spectre d’ouragans et de typhons à travers les océans du monde.

Judt et ses co-auteurs ont ensuite passé au peigne fin les observations réelles de cyclones tropicaux et ont trouvé un certain nombre d’exemples réels des deux modes d’intensification rapide.

“C’était en quelque sorte une découverte fortuite”, a déclaré Judt. ” Rien qu’en regardant les tempêtes dans la simulation et en créant des tracés, j’ai réalisé que les tempêtes qui s’intensifient rapidement se répartissent en deux camps différents. L’un est le mode canonique dans lequel il y a une tempête tropicale quand vous vous couchez et quand vous vous réveillez, c’est une tempête tropicale. ” catégorie 4. Mais il y a ensuite un autre mode qui va de la tempête tropicale à la catégorie 1 ou 2, et qui correspond à la définition de l’intensification rapide. Comme personne n’a ces tempêtes sur son radar, ce mode d’intensification rapide n’a pas été détecté jusqu’à ce que je passe par la simulation.”

Les météorologues savent depuis longtemps que des conditions environnementales favorables, notamment des eaux de surface très chaudes et un cisaillement du vent minimal, peuvent générer une intensification rapide et amener un cyclone à la catégorie 4 ou 5 avec des vents soutenus de 130 mph ou plus. Dans leur nouvel article, Judt et ses co-auteurs ont qualifié ce mode d’intensification rapide de marathon, car la tempête continue de s’intensifier symétriquement à un rythme modéré tandis que le vortex primaire s’amplifie régulièrement.

Judt a décrit l’ouragan Otis comme un marathon rapide car il s’est intensifié symétriquement mais à un rythme inhabituellement rapide, marqué par une augmentation de 80 mph de la vitesse du vent sur une période de 12 heures.

L’équipe d’étude a qualifié l’autre mode d’intensification rapide de sprint car l’intensification est extrêmement rapide mais ne dure généralement pas aussi longtemps, avec des tempêtes culminant à une force de catégorie 1 ou 2 et des vents soutenus de 110 mph ou moins. Dans de tels cas, des explosions d’orages explosives entraînent un réarrangement du cyclone et l’émergence d’un nouveau centre, permettant à la tempête de devenir plus puissante, même face à des conditions environnementales défavorables.

L’article conclut que les deux modes peuvent représenter des extrémités opposées d’un spectre, avec de nombreux cas d’intensification rapide se situant quelque part entre les deux. Par exemple, une intensification rapide peut commencer par une chaîne d’événements discrets tels qu’une rafale d’orages caractéristiques du mode sprint, puis passer à un mode d’intensification plus symétrique caractéristique du mode marathon.

Une question pour les recherches futures est de savoir pourquoi des rafales d’orages peuvent provoquer une intensification rapide d’environ 10 % des tempêtes dans un environnement peu propice, même si les 90 % restants ne le font pas, a déclaré Judt.

“Il pourrait y avoir un mécanisme que nous n’avons pas encore découvert et qui nous permettrait d’identifier les 10 des 90”, a-t-il déclaré. “Mon hypothèse de travail est que c’est aléatoire, mais il est important que les prévisionnistes soient conscients qu’une intensification rapide est un processus typique, même dans un environnement défavorable.”