Qu'est ce qu'un cyclone ?

Un cyclone (du grec «kuklos» qui signifie «cercle») est une très forte dépression qui prend naissance au-dessus des eaux chaudes des océans de la zone intertropicale, et qui s'accompagne de vents très violents sous forme de tourbillons, caractérisés par des mouvements convergents (allants vers l'œil du cyclone) et ascendants, et de pluies torrentielles. On décrit sa formation par la force de Coriolis.

Différentes dénominations sont données aux cyclones, le terme de cyclone (ou cyclone tropical) est réservé à l'océan Indien et au Pacifique sud. On parle en revanche d'ouragan en Atlantique nord et dans le Pacifique nord-est et enfin de typhon dans le Pacifique nord-ouest. Il existe aussi d'autres appelation moins connues pour qualifier le cyclone comme kamikaze, badai, baguio ou willy-willy.

En revanche, il ne faut pas confondre une Tornade avec un Cyclone.

Une tornade est une perturbation atmosphérique tourbillonnaire de grande intensité mais de dimension limitée accompagnée de vents violents qui se forme sur terre et partout dans le monde. Une tornade dure une plus courte durée et a un plus petit diamètre qu'un cyclone.Le cyclone se forme sous des conditions différentes que la tornade.

Quelles-sont les conditions de formation d'un cyclone ?

Un cyclone naît et se développe uniquement si les conditions suivantes sont réunies :

- une condition thermique : il faut que la température de la mer soit supérieure à 26 °C et qu'il y ait au minimum 60 m de profondeur. L'évaporation à la surface de grandes quantités d'eau génère de l'air chaud et humide qui s'élève. Cette évaporation est nécessaire pour la formation cyclonique. Si l'eau est trop froide et la pression atmosphérique trop faible, le cyclone ne peut pas se former.

- une condition géographique : il faut qu'il soit suffisamment éloigné de l'Équateur (à distance de 550 km de l'Équateur au minimum) de façon à ce que la force de Coriolis ne soit pas nulle. En dessous de cinq degrés de latitude, la force de Coriolis est trop faible pour être déclenchée. On remarque qu'il n'y a donc jamais de cyclone entre 5 ° sud et 5 ° nord.

- une forte humidité :indispensable à la formation des cumulonimbus (famille des cumulus, nuage qui présente la plus grande extension verticale. Sa base se situe en général de quelques centaines de mètres à 3 500 mètres du sol ). La formation d'un cyclone est impossible pour une humidité inférieure à 40 % et est fréquente lorsqu'elle est supérieure à 70 % .

Les conditions thermiques, géographiques et sur l'humidité permettent aux scientifiques de géolocaliser les zones les plus à risque d'être confronté à des cyclones.

Quelles sont les zones les plus à risque d'être touchées par des

cyclones ?

Les cyclones se forment la plupart du temps toujours au même endroit. Il est facile de les repérer grâce à de nombreux outils de surveillance. On remarque par ailleurs qu'ils se forment à peu près au niveau de l'équateur. L'Océan Atlantique est surtout touché par les cyclones vers le Nord et les Caraïbes. L'Océan Indien est touché vers le nord et le sud ouest, l'océan pacifique est touché au Nord-Ouest, à l'Est et au Sud. Par ailleurs, on remarque qu'aux alentours de l'Australie se trouvent beaucoup de cyclones.

De quoi est composé un cyclone ?

Quand l'air chaud ascendant monte dans l'oeil du cyclone et cela créé une dépression.

Périodes d'évolution d'un cyclone

Trajectoire d'un cyclone

En réalité, la trajectoire d'un cyclone est assez aléatoire, même si elle est souvent semblable selon les zones, mais peut être définie en deux points. Tout d'abord, la trajectoire d'un cyclone peut être définie par la force de Coriolis, puis par l'entrée de celui-ci dans la circulation des zones tempérées.

 Les trajectoires observées sont plus ou moins complexes et peuvent présentées des boucles ou des retours en arrière.Ces deux points précisent en théorie une trajectoire parabolique au cyclone.

La trajectoire des cyclones est également due à la vitesse de déplacement qui est au départ modérée puis qui s'accélère en fonction de la trajectoire et des zones qu'il traverse.

Nous pouvons aussi rajouter que la trajectoire du cyclone peut être influencer par son barycentre (son centre de gravité). On peut le calculer à un instant "t" comme cela :

Qu'est ce que la force de Coriolis et comment influe-t-elle sur la naissance et la formation d'un cyclone ?

La force de Coriolis a été identifiée par le physicien Gaspard De Coriolis (né en 1792 et mort en 1834 ) car il fut le premier scientifique à l'avoir analysée. 

La force de Coriolis agit sur n'importe quel corps mobile dans un système tournant, ainsi, cette force agit sur les cyclones. Elle possède aussi une formule propre à elle :
La force de Coriolis s'applique sur la Terre en raison de sa rotation autour d'un axe Nord-Sud de l'Ouest vers l'Est.
Par exemple, si un corps se déplace du Pôle Nord vers l'Équateur, comme la Terre tourne, on observera une trajectoire rectiligne si l'on se place dans un référentiel héliocentrique (Soleil au centre).

En revanche, si l'on se place dans un référentiel géocentrique (Terre au centre), on observe une trajectoire du corps par rapport à la surface de la Terre, le corps sera donc dévié vers l'Ouest dans le sens des aiguilles d'une montre.

On pourra également remarquer, qu'un corps se déplaçant de l'Équateur vers le Nord va être dévié vers l'Est contrairement dans l'hémisphère Sud où ces déviations sont dans le sens opposé.

Ici nous avons voulu représenter cette force sous forme d'animation pour permettre de mieux la comprendre :
Tout d'abord, nous avons réduit la Terre pour cette démonstration à la taille d'un disque, dont le plan est perpendiculaire à l'axe de rotation de celle-ci.
Nous considérons ici que se déplacer de l'Équateur vers un pôle revient à se rapprocher du centre du disque.
Grâce également à cette animation, nous avons donc pu étudier plusieurs cas possibles :

- Si on lance une balle du pôle Nord à l'Equateur, elle sera déviée vers l'Ouest.

- Si on lance une balle du pôle Sud à l'Equateur, celle-ci sera déviée vers l'Ouest

- Si on lance une balle de l'équateur au pôle Nord, elle sera déviée vers l'Est.

- Si on lance une balle de l'équateur au pôle Sud, celle-ci sera déviée vers l'Est.

Cette petite expérience montrée sous forme de vidéo témoigne également ces cas possibles.

Pour terminer, connaissant le sens de rotation de la Terre, si l'on regarde avec l'hémisphère Nord en haut, elle tourne de la gauche vers la droite ( sens anti-horaire). 

A chaque étape, on avance vers le haut de l'image, mais entre-temps le disque bouge et on retrouve donc la déviation de la trajectoire.

Point de non-retour et déclin d'un cyclone

Le cyclone atteint son point de non-retour quand l'air se refroidit quand il s'élève.

Celui-ci devient donc plus froid et absorbe les vapeurs d'eau.

L'excédent de vapeur est condensé et transformé en nuages : les cumulonimbus.

Ce groupe de nuages sont happés par une pompe d'air et sont enroulés en spirale.

Autour de l'œil du cyclone ( le centre ), l'air froid qui a été réchauffé est en baisse et monte de nouveau.

L'eau refroidie par l'air froid diminue vers le fond et l'eau chaude augmente (alimentation en vapeur)