L'ouragan Ida s'est rapidement transformé en une tempête monstrueuse. Un océanographe explique pourquoi

Changement de température à mesure que les tourbillons tournent le long de la côte américaine. (NASA/Centre de vol spatial Goddard)

Alors que l'ouragan Ida se dirigeait vers le golfe du Mexique, une équipe de scientifiques surveillait de près une piscine géante d'eau chaude tourbillonnant lentement directement devant lui.

Cette piscine chaude, un tourbillon, était un signe d'avertissement. Il faisait environ 125 milles (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 a frappé la Louisiane juste à l'extérieur de la Nouvelle-Orléans le 29 août 2021.

Nick Shay , océanographe à l'université de Miami École Rosenstiel des sciences marines et atmosphériques , était l'un de ces scientifiques. Il explique comment ces tourbillons, qui font partie de ce qu'on appelle les Courant de boucle , aident 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 à travers 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 libérer de grands tourbillons chauds lorsqu'il atteint le nord d'environ la latitude de Fort Myers, en Floride. À tout moment, 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 catastrophique pour les communautés côtières autour du golfe.

L'eau subtropicale a une température et salinité différentes que 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).

Comme 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 est terminée environ 78 F (26 °C), des ouragans peuvent se former et s'intensifier. Le tourbillon qu'Ida a traversé avait des températures de surface plus de 86 ° F (30 °C).

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

Nous surveillons la teneur en chaleur des océans de l'espace chaque jour et gardez un œil sur la dynamique de l'océan, en particulier 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 ce bassin de chaleur représentait pour l'ouragan Ida, nous avons fait voler des avions au-dessus des tourbillons et largué des appareils de mesure, y compris ce que l'on appelle des consommables.

Un consommable parachute vers la surface et libère une sonde qui descend à 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 provoquait un mélange avec de l'eau plus froide à la surface, cette eau plus profonde n'allait pas se mélanger jusqu'en bas. 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 un énorme réserve de carburant .

Lorsque l'eau chaude s'étend en profondeur comme ça, nous commençons à voir la pression atmosphérique chuter. Les transferts d'humidité, également appelés chaleur latente, de l'océan vers l'atmosphère sont maintenus sur les tourbillons chauds puisque les tourbillons ne se refroidissent pas de manière significative.

Au fur et à mesure que ce dégagement de chaleur latente se poursuit, les pressions centrales continuent de diminuer. Finalement, les vents de surface ressentiront les plus grands changements de pression horizontale à travers la tempête et commenceront à s'accélérer.

C'est ce que nous avons vu la veille de l'arrivée de l'ouragan Ida. La tempête commençait à sentir cette eau vraiment chaude dans le tourbillon. Au fur et à mesure que la pression diminue, les tempêtes deviennent plus fortes et mieux définies.

Quand je suis allé me ​​coucher à minuit cette nuit-là, la vitesse du vent était d'environ 105 milles à l'heure. Lorsque je me suis réveillé quelques heures plus tard et que j'ai vérifié la mise à jour du National Hurricane Center, il était de 145 milles à l'heure et Ida était devenu un ouragan majeur.

L'intensification rapide est-elle une nouveauté ?

Nous avons connu cet effet sur les ouragans pendant des années, mais il a fallu un certain temps aux météorologues pour accorder plus d'attention au contenu thermique de la couche supérieure de l'océan et à son impact sur l'intensification rapide.

En 1995, Opale ouragan était une tempête tropicale minime serpentant dans le golfe. À l'insu des prévisionnistes à l'époque, un grand tourbillon chaud se trouvait au centre du golfe, se déplaçant aussi vite que le trafic de Miami aux heures de pointe, avec eau chaude jusqu'à environ 150 mètres .

Tout ce que les météorologues ont vu dans les données satellitaires était la température de surface, donc quand Opal s'est rapidement intensifié sur le chemin pour finalement toucher le Florida Panhandle, il a surpris beaucoup de gens.

Aujourd'hui, les météorologues surveillent de plus près où se trouvent les bassins de chaleur. Toutes les tempêtes n'ont pas toutes les bonnes conditions . Trop de cisaillement du vent peut déchirer une tempête, mais lorsque les conditions atmosphériques et les températures de l'océan sont extrêmement favorables, vous pouvez obtenir ce grand changement.

Les ouragans Katrina et Rita, tous deux en 2005, avait à peu près la même signature comme Ida. Ils sont passés par-dessus un tourbillon chaud qui s'apprêtait à se détacher du courant de boucle.

Ouragan Michaël en 2018 n'est pas passé par-dessus un tourbillon, mais il est passé par-dessus le filament du tourbillon - comme une queue - alors qu'il se séparait du courant de boucle. Chacune de ces tempêtes s'est rapidement intensifiée avant de toucher terre.

Bien sûr, ces tourbillons chauds sont plus courants pendant la saison des ouragans. Vous verrez parfois cela se produire le long de la côte atlantique également, mais le golfe du Mexique et les Caraïbes du nord-ouest sont plus contenus, donc quand une tempête s'intensifie là-bas, quelqu'un va être touché.

Lorsqu'elle s'intensifie près de la côte, comme l'a fait Ida, elle peut être désastreuse pour les habitants de la côte.

Que signifie changement climatique avoir à faire avec ça?

Nous savons le réchauffement climatique se produit , et nous savons que les températures de surface se réchauffent dans le golfe du Mexique et ailleurs. En ce qui concerne l'intensification rapide, cependant, je pense que bon nombre de ces thermodynamique sont locaux. L'ampleur du rôle joué par le réchauffement climatique reste incertaine.

C'est un domaine de recherche fertile. Nous surveillons le contenu thermique des océans du Golfe depuis plus de deux décennies. En comparant les mesures de température que nous avons prises pendant Ida et d'autres ouragans avec des données satellitaires et atmosphériques, les scientifiques peuvent mieux comprendre le rôle que jouent les océans dans l'intensification rapide des tempêtes.

Une fois que nous avons ces profils, les scientifiques peuvent affiner les simulations des modèles informatiques utilisés dans les prévisions pour fournir des avertissements plus détaillés et plus précis à l'avenir.

Nick Shay , professeur d'océanographie, Université de Miami .

Cet article est republié de La conversation sous licence Creative Commons. Lis le article original .

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