Lorsque les gens entendent parler des ouragans, ils se concentrent souvent sur la cote de catégorie: catégorie 1 à 5, en fonction des vitesses de vent maximales. Mais tous les ouragans avec les mêmes vitesses de vent ne sont pas pareils. Certains sont des tempêtes compactes tandis que d'autres peuvent s'étendre sur la taille des états entiers. Les ouragans plus grands entraînent des dégâts beaucoup plus importants, générant des empreintes plus larges de vents violents, des précipitations plus lourdes et une vague de tempête plus dangereuse.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université Purdue a révélé pourquoi certains ouragans deviennent beaucoup plus importants que d'autres et pourquoi cette croissance se produit rapidement dans certaines conditions océaniques. La recherche montre, pour la première fois, que les ouragans se développent beaucoup plus rapidement lorsqu'ils se déplacent sur les eaux localement chaudes où la surface de l'océan est beaucoup plus chaude que le reste des océans tropicaux.
« Cette découverte peut être utilisée directement pour la prévision quotidienne de la taille et des impacts de l'ouragan », a déclaré Danyang Wang, chercheur postdoctoral dans le département de la Terre de Purdue, des sciences atmosphériques et planétaires (EAP). « Il peut également être utilisé pour mieux modéliser la taille des ouragans dans les modèles de risque à long terme utilisés par l'industrie pour évaluer les risques immobiliers. »
La découverte, dirigée par Wang avec des conseils du professeur Dan Chavas du département des EAP de Purdue, a été publié dans le Actes de l'Académie nationale des sciences (PNA).
Wang a développé la théorie sous-jacente, extrait et analysé les données des enregistrements historiques et des simulations climatiques, et a écrit le manuscrit. Chavas a fourni une rétroaction de haut niveau sur la façon de connecter la théorie aux tempêtes réelles.
Ils ont été rejoints par le collaborateur Ben Schenkel, chercheur à l'Institut coopératif de recherche et d'opérations météorologiques graves et à fort impact à l'Université d'Oklahoma. Schenkel a fourni une base de données de taille de cyclone tropical utilisée dans l'analyse et a aidé à clarifier les résultats sur plusieurs ensembles de données.
Avant ce travail, les scientifiques savaient que certains ouragans se sont considérablement élargis au cours de leur vie tandis que d'autres sont restés compacts. Mais les facteurs derrière cette différence n'étaient pas bien compris. Wang et Chavas ont montré que la croissance rapide des tempêtes est liée à des « points chauds » dans l'océan. Ce sont des zones localisées où l'eau est beaucoup plus chaude que les eaux tropicales environnantes.
Les résultats suggèrent également une doublure argentée surprenante dans un monde de réchauffement. L'étude a révélé que les taux de croissance de la taille des ouragans ne changent pas beaucoup avec le réchauffement moyen mondial, bien que les températures mondiales continuent d'augmenter.
La saison des ouragans de l'Atlantique 2024 a expliqué un exemple frappant de la raison pour laquelle la taille de la tempête compte. L'ouragan Hélène s'est développé rapidement avant de toucher terre, faisant monter l'une des plus grandes tempêtes de l'histoire des États-Unis à une largeur estimée de plus de 400 miles et causant des dommages sans précédent.
« Deux ouragans avec la même vitesse maximale du vent peuvent être deux tailles très différentes », a déclaré Wang. « Mais pensez à un beignet de la taille de la Caroline du Sud et d'une autre de la taille du Texas. »
Chavas a comparé le processus aux grains de pop-corn dans une casserole. « Les ouragans voient l'océan tropical comme le pop-corn chauffé sur une casserole inégale – faire tourner la chaleur partout peut les faire éclater un peu plus vite, mais c'est sur les points chauds où les ouragans seront le plus rapides. »
Les satellites modernes offrent des mesures quotidiennes estimées quotidiennes des températures de surface de la mer dans le monde. En appliquant cette nouvelle compréhension de la façon dont les ouragans réagissent aux points chauds locaux de l'océan, les prévisionnistes peuvent être en mesure de mieux prédire les grandes tempêtes deviendront à l'atterrissage.
« Une plus grande tempête a une empreinte plus importante de vents endommageants, génère une augmentation de la tempête et sur une plus grande zone, et produit plus de précipitations – des risques plus importants pour la société », a déclaré Wang. « De meilleures prévisions de la taille de la tempête à la terre se traduisent par de meilleures prévisions des dangers qui présentent des risques à la vie et aux biens. »
Le laboratoire Chavas de Purdue est spécialisé dans la compréhension des conditions météorologiques extrêmes, des cyclones tropicaux aux orages graves et aux tornades. Wang se concentre sur la physique de la structure des ouragans, en particulier la taille de la tempête.
L'équipe a exploité le Rosen Center for Advanced Computing de Purdue, ce qui leur a donné la possibilité d'analyser les données globales en détail et de découvrir des modèles qui auraient été impossibles à voir autrement. Ces ressources ont contribué à garantir que leurs résultats sur la croissance des cyclones tropicaux sont à la fois exacts et complets.
Ils ont également utilisé le National Center for Atmospheric Research, Cheyenne et Derecho, les supercalculateurs de Derecho, certains les plus rapides du monde, pour exécuter des expériences qui imitent comment les tempêtes se comportent dans différents scénarios de réchauffement. Cette puissante combinaison de ressources informatiques Purdue et NCAR permet aux chercheurs d'explorer les questions sur notre climat et fournir des informations qui peuvent améliorer les prévisions et la préparation aux futures tempêtes.
Les résultats ouvrent la voie aux améliorations des prévisions quotidiennes des tempêtes et à l'évaluation des risques à long terme utilisée par des industries telles que l'assurance et la planification des infrastructures. La recherche met également en évidence l'importance d'intégrer les sciences théoriques aux données à haute résolution et à la puissance de calcul avancé.
