Synopsis et motivations

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

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

9.1 Synopsis et motivations

9.1.1. Synopsis

La saison 2007-2008 a été plus active que la moyenne avec 17 tempêtes tropicales (contre 12 en moyenne), 9 cyclones tropicaux (contre 6 en moyenne) et 4 cyclones tropicaux intenses (contre 3 en moyenne). Au début du mois de Février, la zone de convergence intertropicale, bien alimentée par un flux de mousson établi sur tout le bassin, est très active avec la persistance d’une large zone de convection profonde. Au cœur de cette zone vont prendre naissance les futurs cyclones tropicaux Hondo, système le plus puissant de la saison (64 m/s le 7 Février) et Ivan, qui fit l’atterrissage le plus puissant de la saison sur la côte Nord-Est de Madagascar le 17 Février (59 m/s le 16 Février).

Durant sa cyclogenèse, le futur système Ivan est qualifié de zone perturbée au cours de la journée du 5 Février. Situé à l’Ouest de l’île d’Agalega, l’intensification du système est limitée par un cisaillement modéré d’Est jusqu’au 6 Février où la convection commence à s’organiser grâce à une alimentation en basse couche par un flux de mousson soutenu. Son intensification se poursuit au cours de la nuit suivante avec la mise en place d’une circulation fermée en basses couches et l’organisation de la convection profonde en bandes incurvées.

Son intensification rapide, aidée par le passage d’une anomalie de tropopause en cours de nuit, se poursuit durant la matinée du 7 Février jusqu’au stade de tempête tropicale modérée (TTM). Le système est alors baptisé Ivan et poursuit son intensification jusqu’à la nuit du 7 Février où il devient forte tempête tropicale (FTT). Mais durant la matinée du 8 Février, le déplacement Sud-Est du système, jusqu’alors piloté par une dorsale proche équatoriale, est fortement ralenti par la formation d’une dorsale subtropicale vers 70°E. Le système se retrouve alors quasi-stationnaire pendant plus de 24h, avec un léger déplacement vers le Sud.

Sous l’effet combiné de plusieurs centres d’action, le système se déplace lentement et de façon erratique, dessinant une boucle durant les 2 jours suivants. Il faudra attendre la nuit du 11 au 12 Février pour qu’Ivan accélère à nouveau en direction de l’Ouest. Durant cette longue phase de quasi-stationnarité, Ivan a pu se maintenir grâce au flux de mousson soutenu et malgré le cisaillement d’Est présent durant cette période. Oscillant entre le stade de FFT et de TTM, le système se retrouve au dessus d’un océan dont il a complètement épuisé l’énergie disponible, ce qui engendre un effondrement de la convection pendant la nuit du 11 au 12 Février et la journée du 12 Février. Il faut attendre la reprise d’un déplacement en direction de l’ouest sous l’influence de la dorsale subtropicale et l’arrivée sur des eaux non encore refroidies par Ivan pour que l’intensification reprenne significativement. Ces conditions plus favorables se traduisent dans l’après-midi du 13 Février par la formation d’un œil fermé et le passage au stade de FTT dans la matinée du 14 Février.

Après un passage à plus de 300 km au Nord de l’île de Saint-Brandon, Ivan se déplace à près de 10 nœuds en direction de l’ouest sud-ouest sur la façade nord-est de la dorsale subtropicale. La convection s’organise progressivement en bande incurvée, alors que le système approche de l’île de Tromelin. Le mur de l’œil est en cours de fermeture alors qu’il touche l’île. L’îlot se trouve ensuite au centre de l’œil, permettant de classer Ivan en CT. Le

centre du système passe sur l’île le 15 en début d’après-midi, puis la station météo est touchée par la deuxième partie d’un mur de l’œil bien formé. Le minimum de pression enregistré est de 962,2 hPa à 15h UTC, les vents ont atteint 52 nœuds en moyenne sur 10 minutes et 80 nœuds en rafales (41m/s le 15 Février à 12h32 UTC) lors du premier passage du mur, les instruments ayant cessé de fonctionner avant le deuxième passage du mur. Ivan poursuit alors en direction de l’ouest à l’ouest sud-ouest à une vitesse moyenne de 8 nœuds, devenant une menace pour la côte nord-est de Madagascar. Il s’intensifie encore passant le stade de CTI au cours de la matinée du 16 Février. Suivant une trajectoire régulière en direction de l’ouest sud-ouest à prés de 7 nœuds, le système s’intensifie encore pour atteindre à 13UTC son maximum d’intensité (920 hPa, 105 nœuds de vent moyen sur 10 minutes). Il touche vers 04h UTC le 17 Février le sud de l’île de Sainte Marie qui subit des vents estimés à plus de 230 km/h en pointe (rafales de 95 noeuds enregistrées le 17 à 03h UTC), puis la grande île à près de 100 km au nord de Toamasina un peu après 06h UTC, avec une intensité de 935 hPa et des vents de l’ordre de 95 nœuds. Le tourbillon résiduel provoque sur terre encore de fortes précipitations malgré la convection qui s’effondre près du centre grâce à la convergence avec le flux de mousson au nord qui maintient une bande convective active. Il poursuit une trajectoire ouest sud-ouest en direction de la côte sud-ouest malgache sur le canal à une vitesse moyenne de 8 à 10 nœuds, évoluant sur la façade nord-ouest de la dorsale subtropicale.

Dans la journée du 18, la trajectoire s’oriente un peu plus sud-ouest, prolongeant un peu la présence sur terre de la circulation résiduelle. Le centre ressort finalement en mer sur le canal du Mozambique le 19 à 00 UTC au sud du 22S. Les conditions environnementales sont peu favorables, malgré des TSM encore élevées sur la zone. Le système subit un cisaillement vertical d’ouest et une intrusion d’air sec par le sud-ouest. Durant les deux jours suivants, le système va remonter légèrement vers le nord sous la poussée de la dorsale, mais reste sous l’effet d’un fort cisaillement vertical de nord, sans aucun potentiel de ré-intensification. Le système amorce sa transition extra-tropicale, puis se dissipe au cours de la journée du 22 Février. La trajectoire et les intensités du cyclone Ivan sont récapitulées en Fig. 30 et Fig. 31.

Fig. 30 Trajectoire et intensité du cyclone tropical Ivan d’après les données “Best-Track” du CMRS de La Réunion

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

Fig. 31 Vent maximum à 10 m (en rouge, m/s) et minimum de pression au niveau de la mer (en noir, hPa) déduit de deux relations vent-pression

(Dvorak 1975 en pointillé, Knaff et Zehr 2007 en trait plein)

9.1.2. Intérêts du cas d’étude

La période d’étude sélectionnée s’étend du 12 Février 18h au 17 Février 06h. Le début de cette période correspond à l’accélération du cyclone en direction de l’ouest après avoir effectué sa longue boucle en plus de cinq jours. La fin de la période correspond à l’atterrissage du cyclone sur Madagascar. L’évolution de l’intensité du cyclone sur cette période est présentée en Fig. 31. Les objectifs de cette étude sont les suivants :

– Au cours de la période sélectionnée, les conditions atmosphériques de grande échelle évoluent peu et restent favorables à l’intensification du cyclone (cisaillement vertical faible et flux de basse couche bien établi). Cette configuration est donc idéale pour déterminer l’influence de la TSM sur l’intensité cyclone.

– Au cours des cinq jours précédant la période d’étude, le cyclone a formé une grande boucle tout en refroidissant fortement l’océan. Cette grande poche d’eau froide (< 23°C) est située juste en dessous du cyclone au début de la période d’étude. Au large de Madagascar, une large poche d’eau chaude (> 29°C) est également présente initialement. Le cyclone suit par conséquent un fort gradient de TSM le long de sa trajectoire pendant la période d’étude.

Nous souhaitons comprendre comment cette augmentation progressive de la TSM sous le cyclone a affecté l’intensité de ce dernier.

– Nous allons quantifier l’influence du couplage du cyclone avec l’océan sur l’intensité du cyclone. Nous pensons que la rétroaction de l’océan sur le cyclone pourra être clairement identifiée au cours de la période d’étude pendant la phase d’intensification rapide du cyclone.

– Enfin, nous désirons effectuer une validation approfondie des modèles atmosphériques et océaniques dans leur fonctionnement en mode couplé.

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