Le fonctionnement d'un cyclone

 

            A l'intérieur de la zone couverte par l'oeil, l'air subit un mouvement descendant ce qui tend à faire fréquemment disparaître les nuages. Ce phénomène explique le ciel dégagé que l'on retrouve lors de la formation de cyclone. Ainsi, la compression de couches d'air vers la bas provoque une hausse de la température. De plus, les températures sont plus élevées qu'à l'extérieur.

            Quand les masse d'air atteignent l'océan, elles prennent un mouvement tourbillonaire sous l'effet de la force de Coriolis elle même engendrée par la rotation de la Terre. En plus de cette force, le cyclone subit une force dite force centrifuge qui tend à le déporter vers l'extérieur. Dans le même temps, l’air environnant des basses couches est aspiré vers la dépression tandis que l’air en altitude se refroidit en s’écoulant vers l’extérieur de la colonne La dépression de surface se creuse grâce à l’apport en énergie de la chaleur et aux eaux chaudes (via l’air chargé d’humidité suite à l’évaporation). L'air se déplace en spirale et tournoie de plus en plus vite au fur et à mesure qu'il se rapproche de la zone de basse pression. Ce déplacement est soumis encore une fois à la force centrifuge exercée par les mouvement descendant de l'oeil. Par conséquent, l'air est brutalement rejeté en altitude. Cet air chaud, léger et humide favorise la formation d'énormes nuages. Cet aspect explique le mur nuageux qui entoure l'oeil lors du déplacement du cyclone. La vapeur se condense ce qui accroît l'énergie du cyclone et joue le rôle de carburant.

            Après cette formation, on estime qu'il existe un stade ou une phase appelée phase de maturité. Cette phase correspond à celle où le cyclone atteint sa puissance destructrice maximale. Les masses nuageuses sont organisées en une masse compacte centrale au centre de laquelle apparaît le plus souvent un oeil. De cette masse émergent des bandes nuageuses en forme de spirales convergeant vers le centre. Elles peuvent s'étendre jusqu'à plus de 500 km de l'oeil. Elles sont constituées de nuages très développés associés à des précipitations intenses et des rafales de vents extrêmement violentes.

            Les mouvements ascendants joue un rôle essentiel puisqu’ils alimentent le cyclone en énergie. Cette énergie provient de la libération de chaleur d’évaporation. Au stade de maturité, c’est la force centrifuge qui s’oppose véritablement à la force de pression ; de ce fait, l’oeil constitue la zone d’équilibre entre ses deux forces antagonistes, le « calme » de l’intérieur de l’oeil coïncidant avec l’absence de ces forces.

Le fonctionnement du cyclone est expliqué par le schéma ci dessous qui illustre chacun des paramètres du cyclone lors de sa formation.

            Le cyclone est une machine thermodynamique qui consomme plusieurs milliers de kilomètres cubes d'air : il transforme la chaleur (énergie thermique provenant de l’évaporation et de la condensation) en mouvement. Par ailleurs, ce cycle prévoit que l’intensité de cette transformation dépend de l’écart entre la source « chaude » et la source « froide » : plus la différence est grande, plus la force des vents et les valeurs de dépression s’accroissent comme nous l'avons affirmé dans les conditions de formations du cyclone. De manière plus spécifique, l’opération de transformation se déroule ainsi : dans le mouvement ascendant, la chaleur se transforme en énergie capable d'alimenter le cyclone. Au niveau de la source froide, les particules d’air perdent de l’énergie par rayonnement vers l’espace et se réchauffent par compression lors de la redescende vers la surface ; après un parcours sur mer, l’air est à nouveau humidifié et réchauffé avant de reprendre le chemin ascendant.

 


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