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exemple d'interaction océan-atmosphère : un cyclone tropical

mis à jour le 23/06/2004

Un dossier documentaire sur le cyclone Gafilo qui a frappé Madagascar en janvier 2004, cartes, schémas et textes.

mots clés : cyclone, atmosphère, océan, météorologie, planète Terre, circulation, enveloppes fluides

Acquis :

Images satellitales et satellites météo.
Bulletins météo.
Catastrophes climatiques naturelles.
L'atmosphère terrestre.

Problématique :

Quelles peuvent être les conséquences des mouvements atmosphériques ?
Comment se réalisent les échanges entre l'océan et l'atmosphère ?
Quel est le rôle des cyclones dans ces échanges ?

Introduction
Structure d'un cyclone
Conditions de formation du cyclone
Naissance et maturité du cyclone
Déclin du cyclone
Dégâts causés par le cyclone
Trajectoire du cyclone
Liens utiles

Introduction :

L'île de Madagascar déjà frappée par le cyclone Elita le 29 janvier 2004 a été dévastée par le cyclone Gafilo du 07 au 11 mars 2004.

Le cyclone Gafilo le 05 mars 2004
Image du satellite NOAA - document Météo-France, centre de La Réunion.

Gafilo prend naissance comme dépression tropicale le 29 février 2004 dans le sud de la partie centrale de l'océan Indien (île de Diego Garcia dans l'archipel de Chagos).

Deux jours plus tard, le 02 mars il se transforme en tempête tropicale et continue son déplacement vers l'ouest.

Gafilo classé le 03 mars dans la catégorie 1 continue à se renforcer et le 04 mars il est accompagné de vents allant jusqu'à 180 km/h.

Le 05 mars Gafilo accompagné de vents allant jusqu'à 270 km/h est considéré comme un cyclone majeur classé dans la catégorie 4. Il se déplace alors vers l'ouest-sud-ouest et se dirige directement sur l'île de Madagascar.

Dans la soirée du 06 mars 2004, Gafilo maintenant classé dans la catégorie 5 (catégorie la plus élevée), frappe la côte nord-est de l'île de Madagascar près de la ville d'Antalaha, les vents qui l'accompagnent atteignant jusqu'à 300 km/h. Quatre vingt quinze pour cent d'Antalaha sont détruits.

Le 07 mars 2004 au moins 25 personnes sont tuées sans compter les 111 personnes dont on craint qu'elles ne soient noyées puisqu'elles étaient sur un ferry qui a chaviré dans la tempête générée par le cyclone, seuls 2 passagers ont été récupérés sains et saufs. Après avoir frappé la côte nord-est, le cyclone traverse l'île en direction du sud-ouest faisant 100 000 sans-abris et 18 disparus. Il s'affaiblit en passant au dessus des terres en raison de l'arrêt de son approvisionnement en vapeur d'eau chaude, il est alors classé dans la catégorie 1.

Le 08 mars il atteint le canal du Mozambique où il reprend de la vigueur. Il change alors de trajectoire et se dirige vers le sud-est.

La nuit du 09 mars, il repasse sur l'île de Madagascar encore une fois, en longeant la côte sud-ouest de Madagascar, puis au-dessus de la partie méridionale de l'île.

Dans la soirée du 11 mars, Gafilo quitte l'île de Madagascar et arrive dans la partie occidentale de l'océan Indien où il se transforme en tempête tropicale avec des vents estimés à 120 km/h.

Structure d'un cyclone :

La structure d'un cyclone montre que la masse nuageuse est animée d'un mouvement vertical qui se transforme en un mouvement horizontal, tandis qu'au centre se forme une cheminée correspondant à un secteur de calme absolu (il du cyclone).

Vue en plan d'un cyclone dans l'hémisphère sud
d'après Météo-France

Conditions de formation du cyclone :

La formation d'un cyclone est liée à une forte humidité de l'air dans une atmosphère instable.
Ces conditions peuvent exister en zone tropicale quand la température de la mer dépasse 27°C sur au moins 60 m de profondeur depuis la surface.

Températures de surface de l'océan en février 2004

Températures de surface de l'océan en février 2004

Températures de surface de l'océan en mars 2004

Dans le sud-ouest de l'océan indien, la période de janvier à mars est ainsi propice à la formation des cyclones.

Naissance et maturité du cyclone :

La naissance du cyclone Gafilo a été réalisée au niveau d'une zone perturbée située au nord-est de l' île Maurice.

Le cyclone Gafilo le 02 mars 2004 à 08:23:54 UTC	Le cyclone Gafilo le 03 mars 2004 à 08:39:08 UTC
Le cyclone Gafilo le 04 mars 2004 à 09:10:24 UTC
Images infra-rouges du satellite METEOSAT 5 - NOAA Satellites and Information.

Le cyclone va très vite se développer : au contact des eaux chaudes, un mouvement ascendant d'air chaud a lieu. Il s'ensuit une baisse de la pression atmosphérique, un accroissement de la masse nuageuse et de la vitesse des vents.

A maturité, l'il du cyclone se forme ce qui traduit un renforcement des vents au centre du cyclone (235 à 300 km.h^-1).

Le cyclone Gafilo
le 05 mars 2004 à 08:46:36 UTC

Image infra-rouge du satellite METEOSAT 5
NOAA Satellites and Information.

Déclin du cyclone :

Le cyclone tropical va subir une perte d'énergie en approchant des terres ce qui causera son déclin :

Le cyclone Gafilo le 08 mars 2004 à 08:58:58 UTC	Le cyclone Gafilo le 09 mars 2004 à 08:41:22 UTC
Le cyclone Gafilo le 10 mars 2004 à 09:25:54 UTC	Le cyclone Gafilo le 11 mars 2004 à 08:43:19 UTC
Images infra-rouges du satellite METEOSAT 5 - NOAA Satellites and Information.

Faute d'alimentation en eau au cours de son passage sur Madagascar, le 08 mars le cyclone s'affaiblit.
Le 09 mars, il reprend un peu de vigueur sur le canal du Mozambique et revient sur Madagascar.
A partir du 10 mars, il se déstructure en poursuivant son déplacement vers l'Est.

Dégâts causés par le cyclone :

Le cyclone est alimenté en énergie thermique par l'eau et la transfère pour une part en énergie cinétique, sous forme de vents forts qui, à terre sont à l'origine de nombreux dégâts et, en mer, génèrent une houle importante.
La dépression au centre du cyclone crée une marée de tempête. Il s'ensuit alors une élévation du niveau des eaux marines, avec inondation des zones côtières les plus basses.

GAFILO
Dernier point relevé à ce jour
Date :	09/03/2004 à 12:00 UTC
Type :	CYCLONE TROPICAL
Pression estimée au centre :	895 hPa

GAFILO
Dernier point relevé à ce jour
Date :	15/03/2004 à 12:00 UTC
Position :	28 Sud et 64 Est
Type :	DÉPRESSION SUBTROPICALE
Pression estimée au centre :	1002 hPa
Vent Max. :	25 Noeuds
Déplacement :	EST
Vitesse de déplacement :	16 Noeuds

Documents Météo-France, centre de La Réunion.

Des pluies diluviennes accompagnent le passage du cyclone. Elles accroissent brutalement le débit des rivières et sont à l'origine d'inondations, de coulées boueuses et de glissements de terrain.

Pluviométrie

Pluviométrie accompagnant le cyclone Gafilo du 03 au 10 mars 2004
Images NASA Earth Observatory - Hal Pierce et Steve Lang.

Trajectoire du cyclone :

Les effets du cyclone se font ressentir tout au long de sa trajectoire.

Document de Météo-France - CMRS de La Réunion.

Grâce aux données issues de la surveillance satellite, le centre de La Réunion de Météo-France peut avertir les autorités locales qui déclenchent les phases d'alerte cyclonique.

En présence d’une menace cyclonique et dans le cadre d’un plan opérationnel dit « plan de secours spécialisé CYCLONE », le préfet, sur avis du directeur interrégional de Météo-France pour La Réunion, peut être amené à déclencher différentes phases d’alerte afin d’avertir en temps utile la population du danger. Le système comprend deux niveaux d’alerte, l’alerte orange et l’alerte rouge précédées d’un rappel à la vigilance cyclonique.

La population est largement informée par les médias et par les répondeurs téléphoniques de Météo-France. En plus des prévisions quotidiennes classiques, lorsqu’une perturbation tropicale évolue dans la zone de responsabilité du Centre des Cyclones Tropicaux de La Réunion, un numéro audiotel permet au public d’accéder à une information réactualisée toutes les six heures comprenant la position, l’intensité et le déplacement du phénomène. Cette information est réactualisée toutes les trois heures en cas d’alerte sur le département. Ce service est également disponible sur le service minitel de Météo-France (3615 METEO).

Vigilance cyclonique : il s’agit d’une mise en garde contre le risque cyclonique. Une perturbation cyclonique évolue dans la zone : elle présente un danger pour La Réunion sans pour cela qu’un délai puisse être indiqué de façon précise.

Alerte orange : la menace se précise ; il y a danger pour l’île dans les 24 heures ; les établissements scolaires et les crèches ferment mais la vie économique continue.

Alerte rouge : elle indique que le danger cyclonique est imminent. Le cyclone affectera l’île ou sa périphérie immédiate dans les heures qui viennent. Ce passage en alerte rouge est annoncé avec un préavis de trois heures. Pendant cette alerte, toute circulation est interdite, la population se met à l’abri et chacun prend toutes les mesures propres à assurer sa sécurité et celle de ses proches.

En raison du risque de perturbations, voire de situations critiques que ces fortes pluies (d’origine cyclonique, orageuse ou autre) peuvent entraîner, la direction de Météo-France à la Réunion est chargée d’informer en temps utile, les autorités concernées, du risque éventuel de déclenchement de fortes précipitations. Ces avis sont alors émis dans le cadre d’un plan de secours spécialisé « forte pluie » spécifique à La Réunion, et adapté aux conditions extrêmes que connaît l’île dans ce domaine.

La notion de « fortes pluies » est déterminée par le franchissement ou non d’un seuil d’intensité qui a été déterminé de façon statistique à partir des données collectées depuis plusieurs années dans le réseau pluviométrique. Le degré du risque, pour les 5 zones en lesquelles le département a été découpé, est exprimé en terme de probabilité d’occurrence à l’aide d’une échelle comprenant trois niveaux :

1. Risque de fortes pluies (probabilité 20 à 50%)

2. Risque important de fortes pluies (probabilité de 50 à 80%)

3. Risque très important de fortes pluies (probabilité supérieure à 80 %)

Seuils de fortes pluies :

40mm en 3 heures
70 mm en 6 h
100 mm en 12 h
150 mm en 24 h
250 mm en 48 h.

Il est à noter que la prévision précise des fortes précipitations constitue un problème extrêmement complexe à La Réunion. L’environnement tropical marin, le relief important, abrupt et découpé conduisent parfois à une extrême variabilité spatio-temporelle des précipitations.