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• F1) Quelles régions du globe sont exposées aux risques cycloniques et quels sont les centres de prévision responsables de zone ?
• F2) Quels sont les modèles de prévision de trajectoire et d'intensité dont les prévisionnistes de l'Atlantique parlent lors des Discussions sur les ouragans et les cyclones tropicaux ?
• F3) Quelles sont les différentes prévisions proposées concernant l'activité cyclonique saisonnière dans le monde ?
• F4) Quelles sont les prévisions saisonnières de la NOAA (organisme officiel du gouvernement des Etats-Unis) concernant les ouragans dans le bassin Atlantique cette année et quels sont les facteurs prédictifs ?
• F5) Quelle a été la qualité de la prévision saisonnière des ouragans de la NOAA ces dernières années ?
• F6) Quelle est la précision de prévisions du National Hurricane Center (Centre National de Ouragans) ?
• F7) Comment les marées de tempête sont-elles prévues ?
• F8) Comment les marées de tempête sont-elles observées et mesurées ?
Sujet : F1) Quelles régions du globe sont exposées aux risques cycloniques et quels sont les centres de prévision responsables de zone ?
Il existe sept bassins où se produisent d'une manière régulière les cyclones tropicaux :
• Bassin Atlantique (incluant l'Océan Nord Atlantique, le Golfe du Mexique, et la Mer des Antilles)
• Bassin du Pacifique Nord-Est (du Mexique jusqu'à environ la ligne de changement de date)
• Bassin du Pacifique Nord-Ouest (de la ligne de changement de date à l'Asie incluant la Mer de Chine du Sud)
• Bassin Nord Indien(incluant la Baie du Bengale et la Mer d'Arabie)
• Bassin Sud-Ouest Indien (de l'Afrique au 100E)
• Bassin Sud-Est Indien/Australien (du 100E au 142E)
• Bassin Australien/Sud-Ouest Pacifique (du 142E à environ le 120W)L'OAR (Oceanographic and Atmospheric Research) à Miami en Floride (USA) a la responsabilité de suivre et de prévoir les cyclones tropicaux dans les bassins Atlantique et Pacifique Nord-Est à l'est du 140W.
Le Central Pacific Hurricane Center (Centre des Ouragans du Pacifique Central) a la responsabilité du reste du bassin du Pacifique Nord-Est jusqu'à la ligne de changement de date.
La Chine, la Thaïlande, le Japon, les Philippines et Hong Kong se partagent les prévisions dans le bassin Pacifique Nord-Ouest.
Le nord de l'Océan Indien est supervisé par l'Inde, la Thaïlande, le Pakistan, le Bangladesh, la Birmanie, et le Sri Lanka.
L'île de la Réunion, Madagascar, le Mozambique, l'île Maurice, et le Kenya font des prévisions sur le bassin Océan Indien Sud-ouest.
L'Australie et l'Indonésie prévoient l'activité cyclonique dans le bassin Océan Indien Sud-Est/Australie.
Pour finir, l'Australie, la Papouasie-Nouvelle-Guinée, Fiji et la Nouvelle-Zélande s'occupent de la prévision des cyclones tropicaux dans le bassin l'Australie/Pacifique Sud-Ouest.A noter également que le US Joint Typhoon Warning Center (JTWC) émet des avis pour les cyclones tropicaux des bassins Pacifique Nord-Ouest, Océan Indien Nord et Sud, Océan Indien Sud-Est/Australie et Australie/Pacifique Sud-Ouest, bien qu'il ne soit pas officiellement mandaté par l'OMM.
Le US Naval Pacific Meteorology and Oceanography Center, situé à Pearl Harbor à Hawaï, fait de même pour l'Océan Pacifique à l'est du 180°E. (Neumann 1993) Il faut noter qu'en de rares occasions, des cyclones tropicaux (ou des tempêtes ayant des structures semblables à celles des cyclones tropicaux) peuvent se développer en mer Méditerranée. On en a observé en septembre 1947, septembre 1969, janvier 1982, septembre 1983, et plus récemment du 13 au 17 janvier 1995. Une étude sur ces tempêtes a été rapportée par Mayençon (1984) et Ernest et Matson (1983), bien qu'il n'ait pas été entièrement démontré que ces tempêtes sont identiques à celles trouvées au-dessus des eaux tropicales. Il se peut que la nature de ces cyclones tropicaux méditerranéens soient plus proches de celle des dépressions polaires.
L'ouragan qui s'est récemment développé dans l'Atlantique Sud a été géré par le service météorologique brésilien. Les cyclones tropicaux étant rares dans cette zone, l'OMM n'a pas désigné de centre de prévision pour en assumer la responsabilité.Voilà les adresses des centres de surveillances cycloniques du globe (avec l'aide de Jack Beven):
• National Hurricane Center
• Central Pacific Hurricane Center
Adresse: National Weather Service Forecast Office
University of Hawaii at Manoa Department of Meteorology
2525 Correa Rd. (HIG)
Honolulu, HI 96822
USA
Site: http://www.nws.noaa.gov/pr/pacific.htm
• Naval Pacific Meteorological and Oceanographic Center
Adresse: NPMOC/AJTWC
Box 113
Pearl Harbor, HI 96860
USA
Site: http://www.npmoc.navy.mil• Joint Typhoon Warning Center - Guam
Adresse: NPMOCW/JTWC PCS 486,
Box 17
FPO AP 96536-0051
USA
Site: http://www.npmocw.navy.mil/npmocw/prods/jtwc.html• Regional Specialized Meteorological Center Tokyo, Japan - Typhoon Center
Adresse: Japanese Meteorological Agency
1-3-4 Ote-machi,
Chiyoda-ku Tokyo
Japan
Site: http://se.eorc.nasda.go.jp/GOIN/JMA/• Royal Observatory - Hong Kong
Adresse: 134A Nathan Road Kowloon
Hong Kong
Site: http://www.info.gov.hk/ro/index.htm• Bangkok Tropical Cyclone Warning Center - Thailand
Adresse: Director Meteorological Department
4353 Sukumvit Rd.
Bangkok 10260
Thailand• Fiji Tropical Cyclone Warning Center
Adresse: Director Fiji Meteorological Services
Private Mail Bag
Nadi Airport
Fiji• New Zealand Meteorological Service
Adresse: Director Met Service
PO Box 722
Wellington
New Zealand
Site: http://www.metservice.co.nz/index.asp• Port Moresby Tropical Cyclone Warning Center
Adresse: Director National Weather Service
PO Box 1240
Boroko, NCD
Paupa New Guinea• Brisbane Tropical Cyclone Warning Center
Adresse: Regional Director Bureau of Meteorology
GPO Box 413
Brisbane 4001
Australia
Site: http://www.bom.gov.au/weather/qld• Darwin Tropical Cyclone Warning Center
Adresse: Regional Director Bureau of Meteorology
GPO Box 735
Darwin 5790
Australia
Site: http://www.bom.gov.au/weather/nt• Perth Tropical Cyclone Warning Center
Adresse: Regional Director Bureau of Meteorology
GPO Box 6080
Perth 9001
Australia
Site: http://www.bom.gov.au/weather/wa• Jakarta, Indonesia
Adresse: Director Analysis and Processing Centre
Jalan Arief Rakhman Hakim 3
Jakarta
Indonesia
Site: http://www.cbn.net.id/commerce/bmg• Regional Tropical Cyclone Advisory Centre - Reunion
Adresse: Director of Meteorological Services
PO Box 4
97490 Sainte Clotilde
Reunion• Sub-Regional Tropical Cyclone Warning Center - Mauritius
Adresse: Director of Meteorological Service
Vacoas
Mauritius• Sub-Regional Tropical Cyclone Warning Center - Madagascar
Adresse: Director of Meteorological Service
PO Box 1254
Antananarivo 101
Madagascar• Nairobi, Kenya
Adresse: Director of Meteorological Services
PO Box 30259
Nairobi
Kenya• Maputo, Mozambique
Adresse: Director of Meteorology
PO Box 256
Maputo
MozambiqueLes villes suivantes sont aussi mentionées comme des centres de surveillance cyclonique, leur adresse ne m'est pas encore communiquée • Philippines: Manille • Chine: Beijing Dalian Shanghai Guangzhou • Corée: Seoul • Vietnam: Hanoi • Inde: New Delhi Calcutta Bombay • Bangladesh: Dhaka • Birmanie: Rangoon • Sri Lanka: Colombo • Les îles Maldives: Male
Plusieurs modèles de prévision de trajectoire des ouragans tournent en opérationnel pour la zone du bassin Atlantique :
1. CLIPER (CLImatologie et PERsistence), modèle de base utilisé pour comparer les modèles entre eux, est un modèle à régressions statistiques multiples qui utilise au mieux la persistance du mouvement en cours et inclut des informations climatologiques de trajectoire. Paradoxalement, jusqu'aux années 80, les scores de CLIPER étaient souvent meilleurs que ceux des autres modèles de prévision numérique.
2. NHC90, un modèle statistico-dynamique, utilise comme prédicteur le géopotentiel tiré du modèle aéronautique pour produire une trajectoire prévue quatre fois par jour. Les prévisions du NHC90 pour les heures synoptiques de base (00 et 12 UTC) sont tirées du précédent run du modèle aéronautique (12 heures avant). Une version spéciale du NHC90, le NHC90-LATE, tourne aux heures synoptiques de base en même temps que le modèle aéronautique et est disponible quelques heures après le NHC90. Les deux versions du NHC90 tournent de manière opérationnelle depuis 1990. Ce modèle a été mis à jour en 1998 (NHC98).
3. Le modèle Bêta et Advection (BAM) suit la trajectoire à partir du vent moyen extrapolé du modèle aéronautique entre deux nivaux isobariques. Il démarre de la position réelle de la tempête à laquelle on applique une correction qui tient compte de l'effet bêta. Il existe trois versions de ce modèle :
- pour les couches superficielles (BAMS), entre 850 et 700 hPa,
- pour les couches moyennes (BAMM), entre 850 et 400 hPa,
- pour les couches profondes (BAMD), entre 850 et 200 hPa.
La version couche profonde tournait de manière opérationnelle aux heures synoptiques de base (00UTC et 12UTC) en 1989 et depuis 1990, les trois versions de ce modèle tournent quatre fois par jour (00,06,12,18 UTC).
4. Un modèle barotrope emboîté de prévision de trajectoire des ouragans (VICBAR) tourne quatre fois par jour depuis 1989. Les runs se font à partir des analyses du modèle NCEP pour les heures synoptiques principales, et à partir des données anciennes de 6 heures pour les autres. LBAR (Limited-Area Barotropic Model : modèle barotrope à domaine limité) est un autre modèle barotrope qui tourne également en opérationnel toutes les six heures. Ses performances sont moins bonnes que celle de VICAR mais ses sorties plus rapides sont utilisées par les prévisionnistes du NHC.
5. On utilise les modèles NCEP Aviation et MRF depuis la saison cyclonique de 1992. Ce sont des modèles globaux.
6. Un modèle 3D à maille variable, développé par le Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, connu sous le nom du modèle GFDL, fournit des prévisions depuis la saison cyclonique de 1992.
7. Le modèle global du United Kingdom Meterological Office (UKMET : service météorologique de Grande Bretagne) est utilisé pour la prévision des trajectoires des cyclones tropicaux dans le monde entier (Radford 1994). L'OAR a commencé à les recevoir en opérationnel en 1996.
8. Le United States Navy Operational Global Atmospheric Prediction Systems (NOGAPS : systèmes de prévision atmosphérique global opérationnel de la Navy) est aussi un modèle global qui obtient de bons résultats en prévision de trajectoire de cyclone. Les sorties de ce modèle sont également utilisées au NHC depuis 1996.En dépit de la variété de modèles de prévision de trajectoire de cyclone, il n'existe que peu de modèles de prévision d'intensité pour le bassin Atlantique:
1. Comme le modèle de trajectoire CLIPER, SHIFOR (Statistical Hurricane Intensity FORecast : prévision statistique de l'intensité des ouragans) est utilisé pour les prévisions de changement d'intensité « no-skill ». Il s'agit un modèle statistique à régressions multiples qui utilise au mieux la persistance des tendances d'intensité et inclut également les données climatologiques. Il a été difficile de dépasser SHIFOR jusqu'à ces dernières années.
2. L'OAR a un modèle statistique-synoptique, SHIPS (Statistical Hurricane Intensity Prediction Scheme), à sa disposition depuis le milieu des années 1990. Il utilise les informations de température de l'eau de mer, de cisaillement vertical, de stabilité de l'humidité, etc. observées et prévues à l'échelle synoptique qu'il combine de manière optimale avec la tendance de l'intensité du cyclone.
3. Le modèle GFDL, décrit plus haut parmi les modèles de prévision de trajectoire, produit également des prévisions de changement d'intensité pour l'OAR.
4. Un nouveau projet statistique pour estimer la probabilité d'intensification rapide a été développé et est maintenant utilisé en opérationnel. Le projet RI utilise les données synoptiques et de persistance du modèle SHIPS pour estimer la probabilité d'intensification rapide (augmentation de la vitesse des vents de 55 km/h ou plus en 24 h) toutes les 6 heures
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Un certain nombre de prévisions saisonnières sont émises pour chaque bassin. Certaines d'entre elles sont relativement récentes mais la plus ancienne et la plus connue (prévision du Pr Bill Gray du CSU [université d'état du Colorado]) est produite depuis près de 20 ans.
Bassin Atlantique Nord :
1. Pr Bill Gray, Département des Sciences Atmosphériques, Université d'Etat du Colorado.
2. Equipe de CPC/HRD/NHC, NOAA.
3. Maritza Ballester, Cuban Meteorological Insitute (Institut Météorologique Cubain).
4. Mark Saunders, Tropical Storm Risk (Risque de Tempête Tropicale), Department of Space and Climate Physics (Département de l'Espace et de Physique Climatique), University College de Londres.
5. Pr James Elsner, Département de Géographie, Florida University State (Université d'Etat de Floride).Pacifique Nord-Ouest :
1. Mark Saunders, Tropical Storm Risk (Risque de Tempête Tropicale), Department of Space and Climate Physics (Département de l'Espace et de Physique Climatique), University College de Londres.
2. Pr Johnny C. L. Chan, Laboratory for Atmospheric Research (Laboratoire de Recherche Atmosphérique), Département des Mathématiques et Physiques, Université de Hong Kong.Bassin australien :
1. Mark Saunders, Tropical Storm Risk (Risque de Tempête Tropicale), Department of Space and Climate Physics (Département de l'Espace et de Physique Climatique), University College de Londres.Mer de Chine Sud :
1. Pr Johnny C. L. Chan, Laboratory for Atmospheric Research (Laboratoire de Recherche Atmosphérique), Département des Mathématiques et Physiques, Université de Hong Kong.retourner au menu de la section F | retourner au menu de la FAQ
Cliquez ici pour accéder aux prévisions d'ensemble de la NOAA et à la liste des facteurs prédictifs utilisés.
La prévision saisonnière de la NOAA concernant l'activité cyclonique dans le bassin Atlantique ne prévoit pas directement le nombre de tempêtes tropicales, ouragans et ouragans majeurs. Le but est plutôt de prévoir un intervalle de valeurs de l'index ACE (Accumulated Cyclone Energy : énergie du cyclone accumulée) qui mesure de l'activité globale. On obtient un intervalle de nombres de systèmes prévus en consultant dans les archives les années où on a observé une ACE du même ordre que celle prévue pour l'année en cours. Il faut toutefois noter que même si l'intervalle d'ACE pour une année donnée est correct (comme cela a été le cas chaque année jusqu'à aujourd'hui depuis que la prévision a commencé en 1998 - voir plus bas), il est rare que les intervalles soient justes pour les trois nombres (tempête tropicales, ouragans et ouragans majeurs). Néanmoins, si l'ACE est juste, alors au moins deux des intervalles prévus sont généralement corrects aussi (Cliquez ici pour voir une carte des valeurs observées d'ACE depuis 1950).
Vérification des prévisions en mai du NOAA de 1999 à 2004
Vérification des prévisions en août du NOAA de 1998 à 2004
Le National Hurricane Center (NHC) produit un bulletin officiel comprenant la position du centre, la vitesse (intensité) maximale des vents en surface sur une minute (à 10 m de hauteur) et les rayons des vents de 34 kt (63 km/h), 50 kt (92 km/h) et 64 kt (117 km/h) dans les quatre quadrants (nord-est, sud-est, sud-ouest et nord-ouest) autour du cyclone, ceci toutes les six heures. Le NHC effectue des prévisions aux échéances 12 h, 24 h, 36 h, 48 h et 72 h depuis 1964. Les prévisions à 12 h et 24 h ont commencé en 1954. Elles ont été étendues en 2003 et comprennent désormais les échéances 96 h et 120 h. Toutes les prévisions officielles sont vérifiées par comparaison avec la « trajectoire optimale », une série de positions du centre et de valeurs de vent maximal sur une durée de 6 heures, qui représente l'estimation officielle du NHC de la localisation et de l'intensité d'un cyclone tropical. Une « trajectoire optimale » est tracée après coup pour chaque cyclone tropical en utilisant toutes les données disponibles.
Fig. 1 Moyenne annuelle des erreurs de prévision des trajectoires à 24 h, 48 h, 72 h, 96 h et 120 h, bassin Atlantique, dépressions non comprises.
Les lignes droites sont les lignes de tendance linéaire, toutes les moyennes annuelles étant pondérées de façon égale.
Les données d'erreur dans les trajectoires officielles incluent tous les bulletins officiels émis depuis 1954.Ces dernière années, les erreurs sont d'environ 85 milles (160 km) à 24 h, 140 milles (260 km) à 48 h et 200 milles (370 km) à 72 h. On voit que le NHC a toujours fait mieux que ces chiffres depuis 2003. Les bulletins sont maintenant à échéance de 4 et 5 jours et il est probable que ces derniers présentent une erreur moyenne de respectivement 250 milles (460 km) et 300 milles (550 km). Il s'agit d'erreurs moyennes et il est donc évident que chaque prévision peut être significativement meilleure ou pire. C'est tout à l'honneur du NHC (et de la NOAA en général) que ces prévisions se soient tant améliorées ces dernières décades, ceci grâce à la combinaison de plusieurs facteurs : des modèles numériques plus précis, davantage d'observations en pleine mer et une meilleure compréhension de la physique du mouvement des ouragans. Aujourd'hui, une prévision à 3 jours est aussi précise que les prévisions à 2 jours de la fin des années 1980.
Fig. 2 Moyenne annuelle des erreurs de prévision d'intensité à 24 h, 48 h, 72 h, 96 h et 120 h, bassin Atlantique, dépressions non comprises.
Les lignes droites sont les lignes de tendance linéaire, toutes les moyennes annuelles étant pondérées de façon égale.Les erreurs d'intensité du vent du NHC sont en moyenne et depuis peu de 9 kt (17 km/h) à 24 h, 15 kt (28 km/h) à 48 h et 19 kt (35 km/h) à 72 h. Pour les prévisions à 4 et 5 jours, les moyennes doivent être entre 21 kt (39 km/h) et 22 kt (41 km/h) environ (on peut comparer la fiabilité des prévisions à long terme en considérant qu'une prévision simple d'une valeur constante de 60 kt (110 km/h) comportant une erreur d'environ 23 kt (43 km/h), les prévisions dont l'erreur est proche de cette valeur présentent une fiabilité faible à nulle). On voit que les prévisions d'intensité se sont améliorées pour les prévisions à 1 et 2 jours : les prévisions à 48 h aujourd'hui présentent des erreurs 20% inférieures à celles du milieu de années 1970.
Toutefois, les améliorations sont beaucoup plus lentes que pour la prévision des trajectoires et les prévisions d'intensité à 3 jours n'ont pratiquement pas progressé. Il reste beaucoup de travail pour mieux comprendre et prévoir les changements d'intensité du vent dans les tempêtes tropicales et les ouragans.
La taille des cyclones tropicaux (c'est à dire le rayon des vents forts) est prévue par le NHC depuis plusieurs années mais ce n'est que récemment qu'on a pu effectuer les premières vérifications quantitatives. Celles-ci semblent montrer que les erreurs de prévision du rayon des vents forts (34 kt, 63 km/h) se situent autour de 20 milles environ (35 km) à 24 h, 25 milles (45 km) à 48 h et 30 milles (55 km) à 72 h.
Les marées de tempête, augmentations anormales du niveau de l'océan envahissant les terre et dues principalement aux vents forts soufflant sur les côtes, sont essentiellement prévues par le modèle SLOSH. SLOSH (Sea, Lake and Overland Surges from Hurricanes : élévations du niveau de l'eau en mer, sur les lacs et sur terre dues à un ouragan) est utilisé par le National Hurricane Center (NHC) pour estimer la hauteur des marées de tempête et les vents résultant des ouragans passés, hypothétiques ou prévus en prenant en compte cinq facteurs : les vents, la pression au centre, la taille, la vitesse de déplacement et la direction prise par l'ouragan.
Cette sortie de modèle donne des hauteurs de marée de tempête par zones selon un code de couleurs et en pieds (1 pied ~30,5 cm) au-dessus du niveau de référence du modèle,
le National Geodetic Vertical Datum ou NGDV (niveau de base géodésique national) qui est le niveau d'altitude de référence pour la plupart des cartes.Les calculs sont appliqués à une région côtière incluant les configurations spécifiques de baie et de rivière, la profondeur des eaux, les ponts, les routes et autres aspects matériels. Si on utilise le modèle pour estimer la marée de tempête associée à un ouragan prévu (par rapport à un ouragan hypothétique), les données de prévision doivent être alimentées dans le modèle toutes les 6 heures sur une période de 72 heures et mises à jour au fur et à mesure des nouveaux bulletins.
Le modèle SLOSH est généralement précis à ± 20%. Par exemple, si le modèle prévoit une marée de tempête dont le sommet serait de 3,0 m, on peut s'attendre à ce que ce dernier soit compris entre 2,4 et 3,6 m. Le modèle tient compte des marées astronomiques (qui peuvent augmenter significativement la hauteur de l'eau) en spécifiant le niveau initial de la marée, mais pas des quantités de pluie, du flux des rivières ou des vagues induites par le vent. Toutefois, ces données sont combinées avec les résultats du modèle dans l'analyse finale des zones à risque.
Le point d'impact d'un ouragan sur les terres est essentiel pour déterminer quelles zones seront inondées par la marée de tempête. Si la trajectoire prévue est incorrecte, les résultats du modèle SLOSH le seront également. C'est la raison pour laquelle il vaut mieux utiliser le modèle SLOSH pour définir la marée maximale potentielle en un lieu
Il y a plusieurs méthodes utilisées par le NOAA, l'USGS (Institut Géologique américain) et la FEMA (agence de gestion des risques et des urgences) pour mesurer les marées de tempête. Chacune de ces méthodes a ses avantage set inconvénients, et l'analyse post-tempête entraine des différences dans les mesures pour obtenir la meilleure approximation de hauteur de marée.
• Stations de Houle (NOAA)
Un réseau de 175 stations d'étude du niveau des eaux