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Intensité en termes de pression et de vent

Dans le document The DART-Europe E-theses Portal (Page 126-129)

Partie 2 : Réponse de l’océan à un forçage cyclonique

9 Étude du cyclone tropical Ivan et de son interaction avec l’océan

9.4 Validation et analyse de la simulation atmosphérique

9.4.2 Intensité en termes de pression et de vent

Les paramètres disponibles dans la BT pour valider les simulations en termes d’intensité sont le minimum de pression au niveau de la mer (Fig. 41a) et le vent maximum à 10 mètres (Fig. 41b). Le vent maximum et son rayon sont définis par les prévisionnistes élaborant les BT en considérant une zone couvrant au moins sur un quart (idéalement une moitié) de cercle autour du centre du cyclone.

La problématique de la relation « vent-pression »

La pression centrale au niveau de la mer est déduite des valeurs maximales du vent en utilisant une relation empirique vent-pression. Cette relation (Dvorak 1972) est dérivée des mesures réalisées par avion à l’intérieur des cyclones tropicaux de l’Atlantique Nord. En l’absence de mesures in-situ régulières dans l’océan Indien, cette relation n’a pu être validée pour ce bassin. Mais les rares observations disponibles indiquent que la relation vent-pression décrivant l’intensité des cyclones du bassin Indien sud-ouest est différente de la relation de Dvorak (1972). D’autres relations vent-pression établies à partir d’observations réparties sur tout le globe et plus sophistiquées (prise en compte de paramètres supplémentaires, tels que la pression environnementale et la latitude), sont également utilisées par les prévisionnistes (Knaff et Zehr 2007). A cause des incertitudes importantes qui subsistent au sujet de la relation vent-pression et en l’absence d’une référence fiable pour l’Océan Indien, les pressions déduites de deux relations vent-pression sont présentées sur la Fig. 41. Suivant la relation considérée, les différences peuvent dépasser localement 10 hPa, en particulier quand le cyclone est à son maximum d’intensité. La qualité des deux simulations dépend donc également de la relation vent-pression considérée. Pour lever ces incertitudes inhérentes au choix de la relation vent-pression utilisée et aux manques d’observations dans l’Océan Indien, ainsi que pour donner plus d’objectivité à cette analyse, nous avons fait le choix de comparer les vents maximums simulés à ceux de la BT, plutôt que d’utiliser la pression centrale. La pression centrale sera plutôt utilisée dans le cadre de l’inter-comparaison entre les simulations forcées et couplées.

(a)

(b)

Fig. 41 (a) Pression centrale au niveau de la mer (hPa) simulée et BT (b) Vent maximum à 10 mètres (m/s) simulé et BT

L’évolution de l’intensité d’Ivan au cours de la période d’étude peut être divisée en deux phases dont la séparation est symbolisée par la ligne pointillée sur les différentes figures.

On distingue tout d’abord aussi bien en termes de pression que de vent une première phase où l’intensité du cyclone évolue très lentement. Cette période s’étend du 12 Février 18h au 15 Février 06h, soit une durée de 60h. Ce comportement est visible à la fois dans les données BT et dans les simulations forcées et couplées. Au cours de ces 60h, le vent maximum n’a augmenté que de 10 m/s et la pression centrale a baissé de 10 hPa. Cette phase est globalement bien représentée par le modèle, mais le cyclone simulé est plus intense en termes de vent (~ 5 m/s) jusqu’au 13 Février 18h et en termes de pression (10 à 15 hPa) jusqu’au 14 Février 06h. Entre le 14 Février 06h et le 15 Février 06h, l’évolution de la pression simulée est comparable à celle de la BT, alors que le vent est légèrement sous-estimé (< 5 m/s). Les écarts entre les simulations couplées et forcées sont très faibles, ce qui indique que le

BEST-TRACK FORCE

COUPLE

BEST-TRACK FORCE

COUPLE

Partie 3 - Chapitre 9 : Etude de l’interaction du cyclone Ivan avec l’océan

couplage de l’océan avec le cyclone n’a pas eu d’effet significatif pendant cette période. Cela peut s’expliquer d’une part, par la présence d’eaux déjà très froides sur cette zone (à cause de la boucle effectuée par le cyclone au cours des jours précédents) qui est bien représentée dans l’analyse océanique initiale. D’autre part, la relativement faible intensité du système au cours de cette période peut limiter son degré d’interaction avec l’océan. Enfin, il est intéressant de noter que les fluctuations du champ de pression liées à la marée barométrique sont représentées à la fois dans les observations et dans les simulations au cours de cette période.

La deuxième période se caractérise par l’intensification rapide du cyclone Ivan. Entre le 15 Février 06h et le 16 Février 12h, la pression centrale se met à diminuer de plus en plus rapidement avec un maximum de 18 hPa en 6h entre 06h et 12h le 16 Février, soit 3 hPa/h. En termes de vent maximum, on observe une augmentation de 8 m/s en 6h au cours de la même période. Les deux simulations reproduisent relativement bien cette phase d’intensification rapide du cyclone. On distingue cependant des écarts significatifs qui augmentent entre les deux simulations pendant cette période. Le cyclone « forcé » débute son intensification beaucoup plus rapidement que le cyclone « couplé ». Dans la simulation forcée, la pression centrale devient inférieure à la pression observée dès le 15 Février 06h, et à partir du 15 Février 18h, l’intensité du vent simulé dépasse les valeurs observées. Dans la simulation couplée, l’évolution de la pression est d’avantage en accord avec celle observée, même si la pression centrale minimale reste plus élevée que celle observée et simulée en forcé. En termes de vent, on note une sous-estimation tout au long de cette période de l’ordre de 5 m/s, mais les variations du maximum de vent sont mieux reproduites par rapport à la simulation forcée. Au final, la simulation forcée tend à surestimer l’intensité du champ de vent alors que la simulation couplée tend à la sous-estimer. Les variations du vent et de la pression sont cependant mieux reproduites dans la simulation couplée pendant cette phase d’intensification rapide. En particulier, le maximum de vent est atteint à la même échéance dans la simulation couplée et dans les observations, mais 6h plus tôt dans la simulation forcée. Au maximum d’intensité du cyclone, on note des écarts de 9 hPa et de 10 m/s entre les deux simulations.

Cela représente une diminution de -20% en termes de pression et de -35% en termes de vent pour la simulation couplée par rapport à la simulation forcée. Le couplage avec l’océan affecte par conséquent de manière significative l’intensité du cyclone, mais également son évolution.

Il permet en particulier d’obtenir des variations d’intensité plus proches de celles observées.

On note enfin que l’évolution globale de l’intensité du cyclone est plus rapide dans la simulation forcée que dans la simulation couplée. Nous analyserons ces résultats plus en détail dans le chapitre 9.6.2.

Au delà de 96h, l’intensité des cyclones simulés commence à décroître à cause de l’influence de Madagascar. En adoptant une trajectoire ouest au cours des dernières échéances, le cyclone se rapproche plus tôt de la grande île dans la simulation forcée par rapport à la simulation couplée et à la réalité. Cela explique la diminution plus rapide de l’intensité du vent au delà de 96h.

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