LA FREQUENCE DES CYCLONES TROPICAUX INTENSES

DANS LE SUD-OUEST DE L'OCEAN INDIEN (1970-1999)

KARL HOARAU

Publications de l'Association Internationale de Climatologie, Vol. 12, 1999, 405-413

Résumé:

Les variations décennales du nombre des cyclones tropicaux intenses (pression centrale inférieure à 945 hPa) sont étudiées dans le sud-ouest de l'Océan Indien au cours des trente dernières années. L'intensité des cyclones a été estimée d'après l'interprétation des images satellitaires. Cette étude indique une tendance à la hausse du nombre des cyclones tropicaux intenses, notamment des systèmes extrêmes (pression inférieure à 920 hPa) dont la fréquence est plus élevée dans la période 1990-99. Cette augmentation n'est pas régulière: une légère diminution du nombre de météores intenses intervient pendant la décennie 1980-89. Cependant, il est remarquable que les ENSO des années 1980 se soient accompagnés d'une suppression des cyclones intenses. La décennie 1990-99 constitue celle au cours de laquelle le plus grand nombre de phénomènes intenses a été relevé depuis l'existence des données. Cette analyse est conforme à celle déduite des observations recueillies pour deux bassins cycloniques d'une activité voisine de celle du sud-ouest de l'Océan Indien.

Abstract:

The variations in the number of intense tropical cyclones (central pressure below 945 hPa) in the south-west Indian Ocean has been studied decade by decade, over the last thirty years. The intensity of cyclones has been estimated through the interpretation of satellite pictures. In this study, it is shown that the number of intense tropical cyclones has a tendency to increase; this is especially the case of the extreme systems (pressure below 920 hPa) for which a stronger increase in frequency occurred over the period 1990-99. This increase is not steady: a slight decrease in the number of intense cyclones took place over the decade 1980-89. It is however remarkable that the ENSO which occurred in the 1980s were accompanied by no intense cyclones. The decade 1990-99 constitutes the one for which the greatest number of intense cyclones has been observed since the data exists. This analysis is in keeping with that carried out from data recorded in two cyclonic basins in which the activity is similar to that in the south-west Indian Ocean.

Mots-clés: Cyclones tropicaux intenses, pression centrale, fréquence, décennies, ENSO, sud-ouest Océan Indien

Key-words: Intense tropical cyclones, central pressure, frequency, decades, ENSO,

south-west Indian Ocean

Introduction

Une des questions importantes concernant la climatologie tropicale se pose avec le réchauffement de la Terre (AMS et UCAR, 1988): va-t-on assister à une hausse du nombre des cyclones tropicaux de forte intensité? En effet, le réchauffement de la Terre s'accompagne d'une augmentation de la température de l'océan, un paramètre incontesté dans le processus d'intensification des systèmes dépressionnaires tropicaux (Gray, 1977). Les premiers travaux entrepris pour tenter de prévoir l'activité cyclonique des prochaines décennies livrent des projections opposées (Haarsma et al., 1993; Lightill et al., 1994). Au lieu de faire des prévisions, il paraissait important d'établir l'évolution du nombre des cyclones de forte intensité à partir des données déjà existantes. Dans l'Atlantique Nord, Landsea et al. (1996) constatent, pour les deux dernières décennies de la période 1944-1994, une diminution du nombre des cyclones intenses de catégories 3, 4 et 5 de la classification Saffir-Simpson (Simpson, 1974), c'est-à-dire ceux dont les vents soutenus sur une minute atteignent ou dépassent 100 nœuds. Cependant, après 1994, avec la recrudescence des ouragans intenses, la décennie 1990-99 est devenue la plus active depuis que les observations sont réalisées dans l'Atlantique Nord (Gray, 1999). Dans le sud-ouest de l'Océan Indien, espace s'étendant des côtes africaines jusqu'au quatre-vingt-dixième méridien Est, les données satellitaires disponibles sur les trente dernières années (1970-1999) ont permis un recensement des cyclones intenses. L'intensité de ces perturbations a été estimée à partir de la méthode de Dvorak (1984) basée sur l'interprétation des images satellitaires. A l'instar de l'Atlantique, ont été retenus pour cette étude les cyclones tropicaux avec des vents soutenus d'au moins 100 nœuds, correspondant à une pression atmosphérique centrale inférieure à 945 hPa d'après la relation empirique vent-pression utilisée par Dvorak (1984).

Ce travail met en évidence les variations décennales du nombre des cyclones intenses et la cohérence des résultats est vérifiée par comparaison à ceux obtenus dans deux zones cycloniques d'une activité semblable à celle du sud-ouest de l'Océan Indien.

1- Les données et leurs limites.

Les paramètres de l'intensité d'un cyclone se présentent sous la forme d'un couple vent soutenu-pression centrale suivant la relation indiquée au Tableau 1.

Nombre T	Vent soutenu sur une minute (nœuds)	Pression atmosphérique de surface (hPa)
		SW O. Indien et Pacifique NW	Pacifique NE et Atlantique N
1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8	25 25 30 35 45 55 65 77 90 102 115 127 140 155 170	1006 1003 1000 997 991 984 976 966 954 941 927 914 898 879 858	Tabl. 1- La relation vent-pression pour l’analyse de l’intensité des cyclones tropicaux par V. Dvorak (1984) 1009 1005 1000 994 987 979 970 960 948 935 921 906 890

Il faut noter que pour un nombre T (intensité convective) et un vent soutenu donnés, la pression atmosphérique de surface au centre d'un système tropical est plus basse dans le sud-ouest de l'Océan Indien et le Pacifique Nord-Ouest que celle relevée dans une perturbation de l'Atlantique Nord ou du Pacifique Nord-Est. Dans ces deux dernières zones, la présence de pressions relativement hautes dans l'espace environnant les ouragans expliquerait des valeurs de pression centrale plus élevées.

Toutes les données de l'intensité maximale des cyclones utilisées dans cette étude viennent du "National Climate Data Center" des Etats-Unis (NCDC, 1999) et elles

diffèrent de celles issues du Centre des Cyclones Tropicaux de La Réunion (CCTR, 1999). Par exemple, durant la décennie 1990-99, le NCDC et le CCTR dénombrent respectivement 34 et 27 cyclones intenses d'une pression en dessous de 945 hPa dans le sud-ouest de l'Océan Indien. Concernant les phénomènes extrêmes d'une pression inférieure à 920 hPa, le NCDC et le Centre de La Réunion recensent respectivement 13 et 3 cas pour la même période.

Deux raisons expliquent le plus grand nombre des systèmes intenses archivés par le NCDC. Depuis le début des années 1970, en plus des images des satellites météorologiques ESSA, ITOS puis NOAA (NCDC, 1998) reçues aussi à La Réunion, les américains disposent d'images provenant des satellites DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) à orbite polaire (JTWC, 1972). Les images DMSP sont reçues et exploitées en temps réel uniquement sur le territoire américain et les données des différentes régions du monde enregistrées à bord des satellites sont ensuite traitées dans l'Etat du Nebraska par la "Air Force Global Weather Central". L'apport des satellites DMSP, dont les heures de passage au dessus de l'Océan Indien sont différentes de celles des satellites NOAA, a permis aux américains d'assurer le suivi des cyclones tropicaux à intervalles rapprochés et de pouvoir observer les phénomènes à leur intensité maximale. Comme il y a eu le même nombre (14) de satellites DMSP et NOAA lancés (il n'y a pas eu de NOAA 13), les américains ont pu traiter, en moyenne journalière, 8 images (à partir de 4 satellites) du sud-ouest de l'Océan Indien de 1970 à 1999, compensant en grande partie l'absence de couverture totale par un satellite météorologique géostationnaire. Car les satellites européens Météosat, du fait de leur localisation à la verticale du Golfe de Guinée, ne couvrent qu'un espace restreint de l'Océan Indien. Celui-ci a été desservi pendant deux années cycloniques par des satellites géostationnaires au cours des trente dernières années, en 1978-79 avec GOES 1 et en 1998-99 avec Météosat 5, à chaque fois dans le cadre d'expériences internationales. Par ailleurs, les américains sont les seuls à avoir procédé à des mesures de la pression de surface par sonde dans les typhons du Pacifique Nord-Ouest jusqu'en 1987 (JTWC, 1988) et ils continuent de le faire dans les ouragans de l'Atlantique Nord. Grâce à l'utilisation des reconnaissances aériennes et des satellites météorologiques, des schémas nuageux cycloniques, qui permettent une estimation de la pression minimale des cyclones, ont été établis (Dvorak, 1975, 1984). Les données et l'expérience accumulées font des américains de réels experts dans l'analyse de l'intensité des perturbations tropicales, notamment celles les plus intenses pour lesquelles ils disposent de bien plus de références que les autres pays.

L'estimation de l'intensité des cyclones du sud-ouest de l'Océan Indien sur la période 1970-1999 a été effectuée à partir de la méthode de Dvorak de 1984 qui permet l'exploitation des images satellitaires prises dans l'infrarouge thermique. De même, la relation vent-pression retenue est celle utilisée par Dvorak (1984). Par conséquent, il existe une homogénéité au niveau de l'analyse de l'intensité des cyclones tropicaux

considérés dans cette étude.

2- La hausse du nombre des cyclones tropicaux intenses dans le sud-ouest de l'Océan Indien

La répartition décennale du nombre des cyclones tropicaux intenses d'une pression inférieure à 945 hPa (stade T5.5 au moins) indique une tendance à la hausse dans le sud-ouest de l'Océan Indien (Fig. 1): 27 pour la décennie 1970-79 et 34 pour 1990-99.

Fig. 1.- La distribution décennale du nombre des cyclones tropicaux intenses

de différents stades de l'échelle de Dvorak dans le sud-ouest de l'Océan Indien

(Source: NCDC, 1999).

Cette augmentation n'est pas régulière puisque 25 systèmes intenses sont observés durant la période 1980-89, correspondant à une légère diminution par rapport aux années 1970. Cependant, il est remarquable que les évènements ENSO les plus accentués, 1982-83, 1986-87 et 1997-98 (Ricard, 1997), se soient accompagnés d'une forte réduction du nombre des cyclones intenses (Fig. 2).

Fig. 2.- La distribution annuelle du nombre des cyclones tropicaux intenses

(pression < 945 hPa) dans le sud-ouest de l'Océan Indien (Source: NCDC, 1999).

(La saison 1970 a débuté le 1^er août 1969 et elle s'est terminée le 31 juillet 1970).

Aucun phénomène intense n'a été répertorié lors des ENSO de la décennie 1980-89 et un seul cyclone intense s'est manifesté lors de l'épisode 1997-98 alors que la moyenne annuelle entre 1970 et 1999 est de 3 cyclones intenses. Gray et al. (1994) trouvent dans l'Atlantique Nord une diminution sensible de l'activité des ouragans avec des vents d'au moins 100 nœuds pendant les phases El Nino. Dans le sud-ouest de l'Océan Indien, 9 cyclones intenses ont été répertoriés en 6 ENSO (72-73, 76-77, 82-83, 86-87, 91-92, 97-98) soit une moyenne de 1,5 qui est inférieure de moitié à la moyenne annuelle de 3 cyclones intenses entre 1970 et 1999. 16 cyclones intenses ont été observés en 5 NINA (70-71, 73-74, 75-76, 88-89, 95-96) soit une moyenne annuelle de 3 conforme à celle de la période 1970-1999. Des études plus complètes prenant en compte les températures de la surface océanique du Pacifique ainsi que celles de l'Océan Indien devraient permettre d'investiguer le rôle de l'ENSO sur la fréquence des cyclones intenses dans le sud-ouest de l'Océan Indien.

Il est possible de constater (Fig. 2), durant la décennie 1990-99, une recrudescence des météores intenses avec un maximum de 7 en 1994. S'agissant des cyclones d'une intensité supérieure à T5.5, par exemple les phénomènes extrêmes (Frank et Jordan, 1960), c'est-à-dire ceux dont la pression centrale est inférieure à 920 hPa (T6.5 et plus) et le vent soutenu dépasse 120 nœuds (Tableau 1), une hausse de leur nombre est également décelée (Fig. 1): 6 pour la décennie 1970-79, 7 pour les années 1980 et 13 pour la période 1990-99. Là aussi, l'accroissement le plus marqué intervient pendant la décennie 1990-99 avec un quasi-doublement des effectifs observés. La part des cyclones tropicaux intenses, par rapport à l'ensemble des tempêtes (vents soutenus sur une minute à partir de 35 nœuds) et des cyclones, est de 22,3 % pour les décennies 1970-79 et 1980-89 et de 27,2 % pour 1990-99. Si l'on ne comptabilise que les systèmes de stade T6.0 et plus, la proportion atteint 10,7 % pour 1970-79, 11,6 % pour 1980-89 et 16,8 % pour 1990-99. Enfin, la part des cyclones extrêmes (T6.5 et plus)

est de 5 % pour 1970-79, 6,2 % pour 1980-89 et 10,4 % pour 1990-99. Parallèlement, il existe une augmentation notable de la proportion des phénomènes extrêmes par rapport au total des cyclones intenses (pression en dessous de 945 hPa): 22 %, 28 % et 38 % respectivement pour les décennies 1970-79, 1980-89 et 1990-99. Pour tester la consistance des données analysées pour le sud-ouest de l'Océan Indien, celles-ci ont été comparées aux observations réalisées dans l'Atlantique Nord et le Pacifique Nord-Est.

3- Les données du sud-ouest de l'Océan Indien cohérentes avec celles de l'Atlantique Nord et du Pacifique Nord-Est

Une comparaison du sud-ouest de l'Océan Indien avec l'Atlantique Nord et le Pacifique Nord-Est paraissait opportune à double titre. D'abord, les données sur trente ans du "National Hurricane Center" (NHC) de Miami montrent que 16 et 9 perturbations tropicales (tempêtes et ouragans) se forment chaque année respectivement dans le Pacifique Nord-Est et l'Atlantique Nord (NHC, 1999), ce qui place l'activité du sud-ouest de l'Océan Indien avec 12 perturbations (NCDC, 1999) en position intermédiaire. Ensuite, depuis la fin de la seconde guerre mondiale, des

reconnaissances aériennes ont lieu, surtout dans l'Atlantique Nord (Sumner, 1944) et épisodiquement dans le Pacifique Nord-Est, et elles permettent de recueillir les paramètres de l'intensité des ouragans. Il était tentant de vérifier si l'activité des cyclones intenses du sud-ouest de l'Océan Indien avait des similitudes avec celle des deux zones de l'hémisphère nord.

Les tendances dégagées pour le sud-ouest de l'Océan Indien se confirment pour l'Atlantique Nord et le Pacifique Nord-Est. En effet, dans ces deux derniers bassins,

il se produit aussi une hausse du nombre d'ouragans intenses au cours de la période 1970-1999 avec une accentuation durant la décennie 1990-99 (Fig. 3). Le nombre moyen annuel des systèmes intenses, 2 pour l'Atlantique Nord, 3 pour le sud-ouest de l'Océan Indien et 5 pour le Pacifique Nord-Est, est conforme à l'activité globale de ces trois zones cycloniques.

Fig. 3.- La distribution décennale du nombre des cyclones tropicaux intenses (T5.5 et

plus) dans l'Atlantique Nord, le sud-ouest de l'Océan Indien et le Pacifique Nord-Est.

(Source: NCDC, 1999; NHC, 1999).

Si l'on considère la distribution du nombre des cyclones intenses de différents stades (T5.5 et plus) pour la décennie 1990-99, les données présentées (Fig. 4) reflètent bien le nombre total des perturbations tropicales évoluant dans chaque bassin.

Fig. 4.- La distribution du nombre des cyclones tropicaux intenses de différents stades

pour la décennie 1990-99 dans l'Atlantique Nord, le sud-ouest de l'Océan Indien et

le Pacifique Nord-Est. (Source: CCTR, 1999; NCDC, 1999; NHC, 1999)

Il paraît donc normal qu'il y ait davantage des phénomènes intenses ou extrêmes (T6.5 et plus) qui se développent dans le Pacifique Nord-Est ou le sud-ouest de l'Océan Indien par rapport à l'Atlantique. Pour des raisons déjà évoquées, les données de Météo-France Réunion sous-estiment l'activité des météores extrêmes dans l'Océan Indien (Fig. 4), alors que celles de sources américaines (NCDC ou NHC) indiquent que la part des cyclones de pression inférieure à 920 hPa dans le total des systèmes intenses (pression en dessous de 945 hPa ) atteint 39 %, 38 % et 40 % respectivement pour l'Atlantique Nord, le sud-ouest de l'Océan Indien et le Pacifique Nord-Est. Il semble donc qu'il y ait une certaine cohérence entre les données de ces trois régions.

Conclusion

Cette étude met en évidence une augmentation du nombre des cyclones tropicaux intenses (pression inférieure à 945 hPa) dans le sud-ouest de l'Océan Indien de 1970 à 1999 malgré une légère baisse durant la décennie 1980-89 qui s'accompagne d'une suppression des météores intenses au moment des événements ENSO. Une hausse est également décelée dans le nombre des cyclones extrêmes (pression en dessous de 920 hPa) dont la proportion par rapport à l'ensemble des phénomènes intenses croît de manière continue au cours des trente dernières années. Même si les données de l'intensité des cyclones du sud-ouest de l'Océan Indien sont basées sur des estimations satellitaires, elles semblent cohérentes avec celles du Pacifique Nord-Est et celles de l'Atlantique Nord qui ont été obtenues par des reconnaissances aériennes. Dans ces trois bassins, la plus grande fréquence des cyclones intenses, depuis l'existence des données, est relevée pendant la décennie 1990-99 qui correspond à celle avec les températures moyennes les plus élevées pour la Terre d'après les observations disponibles sur une période supérieure à un siècle (André et Royer, 1999). Y-a-t-il un lien entre le réchauffement de la Terre donc des océans au cours de la dernière décennie et le plus grand nombre des cyclones tropicaux intenses répertoriés sur la même période dans les trois bassins évoqués dans cette étude ? DeMaria et Kaplan (1994) montrent que seulement 20 % des cyclones de l'Atlantique Nord atteignent 80 % ou plus de leur intensité maximale potentielle, cas dans lequel l'intensité atteinte par un cyclone est en équilibre avec la température de surface de l'océan en l'absence de contraintes dynamiques dans l'atmosphère. Pour eux, le cisaillement vertical du vent horizontal dans la troposphère est le principal facteur qui empêche la plupart des cyclones de parvenir à l'intensité que leur permettrait la température de l'océan. Par conséquent, la fréquence plus élevée des cyclones intenses durant la dernière décennie pourrait provenir d'un fléchissement du cisaillement vertical du vent horizontal. Cela suggérerait une influence du réchauffement global sur les vents de la troposphère.

Des observations sur quelques décennies sont encore nécessaires pour confirmer ou infirmer la tendance actuelle à la croissance du nombre des cyclones intenses. Dans l'immédiat, c'est un fait à considérer car la menace potentielle pourrait grandir pour les populations qui se concentrent sur les régions côtières tropicales.

Remerciements

Je souhaiterais exprimer ma reconnaissance à M. Gus Shumbera, Conseiller Technique du "National Climate Data Center" des Etats-Unis, Asheville, pour les données sur l'intensité des cyclones tropicaux du sud-ouest de l'Océan Indien.

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