CLIMAT

Le pot au noir (zone de convergence intertropicale)

1. Qu’est ce que c’est ?

METEO FRANCE

La zone de convergence intertropicale (ZCIT) désigne la région située près de l’équateur vers laquelle convergent les vents alizés.

Le soulèvement de grande ampleur provoque alors le déclenchement de phénomènes convectifs.
La ZCIT est ainsi constituée d’amas de nuages1 : des cumulus à forte extension verticale et, surtout, des cumulonimbus. Ces derniers peuvent être associés en amas de grande taille. De l’ordre de 200 kilomètres de diamètre, ils peuvent atteindre 1 000 à 2 000 kilomètres sur certaines zones géographiques comme le Pacifique Ouest et l’Indonésie.
On désigne aussi la ZCIT, de façon courante, par le terme de « Pot au noir » utilisé par les marins, puis par les aviateurs, depuis l’époque des pionniers de l’aéropostale jusqu’à aujourd’hui.

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 Amas convectifs de la ZCIT – Été  boréal en haut et hiver en bas (Source Météo-France)

Ce terme désignait au XIXe siècle une situation peu claire et source de danger.
Et, en effet, la situation météorologique correspondante sur les océans est très incertaine. Le calme est apparent avec peu ou pas de vent, mais soudain se déclenchent de fréquents orages, voire de violentes tempêtes particulièrement redoutables. À l’échelle planétaire, les contours de la ZCIT sont définis par la position moyenne de ces amas convectifs sur une échelle temporelle de l’ordre du mois.

Météo-FranceContours de la ZCIT– Été  boréal en haut et hiver en bas
Source Météo-France

Principe de formation

Rappel sur la circulation générale
La ZCIT est une conséquence du déséquilibre énergétique entre les régions intertropicales, excédentaires, et les régions polaires déficitaires.
Un tel déséquilibre, généré surtout par le rayonnement solaire, devrait entraîner un réchauffement permanent à l’équateur et un refroidissement tout aussi permanent aux pôles. Ainsi, en l’absence d’autres phénomènes, devrait-on observer un contraste de température bien supérieur à celui constaté entre zones polaires et intertropicales.
La « réponse » du fluide atmosphérique et des océans tend à limiter cette différence thermique.  Les moyennes climatologiques sont la marque de cette force de rappel.
La caractéristique de la circulation générale des courants aériens et océaniques est d’assurer un flux méridien d’énergie vers les régions polaires.
Hadley pensait au XVIIIe siècle que ces courants allaient de l’équateur aux pôles en altitude et des pôles à l’équateur en surface. Mais la rotation de la Terre impose une accélération des particules en mouvement vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud. C’est le principe de conservation du moment cinétique cher aux patineurs qui tournent sur eux-mêmes plus vite en ramenant les bras vers le corps. Ainsi, en se rapprochant de l’axe de rotation de la Terre, les particules d’air tournent plus rapidement que la Terre d’ouest en est et des vents très forts se forment en altitude : ce sont les jets d’ouest subtropicaux (JOST). De plus, l’effet est accentué par l’effet de la force de Coriolis qui incline de plus en plus le mouvement méridien vers un mouvement zonal orienté d’ouest en est.
Pour autant, les cellules de Hadley ne vont guère au-delà des latitudes de 30° Nord et Sud car, au-delà, les vents d’ouest seraient trop forts et « s’autolimitent » par de trop fortes turbulences.
Au-delà, ce sont les perturbations des moyennes latitudes qui prennent le relais, amenant de l’air froid vers le sud et de l’air chaud vers le nord.

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LES ALIZÉS
C’est dans la zone intertropicale que les vents de basses couches constituant les alizés vont converger. Ils ne concernent que la couche de turbulence allant du sol à 2 000 mètres voire 3 000 mètres d’altitude. Leur orientation sera de nord-est dans l’hémisphère Nord et de sud-est dans l’hémisphère Sud.

Cet afflux de masse atmosphérique va générer des mouvements verticaux de grande échelle. Dans ces vastes zones d’ascendance, des foyers convectifs beaucoup plus intenses vont pouvoir se former et caractériser ainsi la ZCIT.

Effets climatiques

Déplacement au cours de l’année
La localisation de la zone de convergence intertropicale oscille en latitude suivant les saisons. Elle suit les mouvements de la zone de maximum de température au sol, correspondant à l’équateur météorologique (EM) et qui découle des mouvements apparents du Soleil, avec une inertie de 6 à 8 semaines.
La ZCIT se décale donc vers le nord pendant l’été boréal, et reflue vers le sud pendant l’hiver.
On peut aussi noter que cette oscillation saisonnière est dissymétrique du fait de la plus grande surface continentale de l’hémisphère boréal : la position moyenne de la ZCIT est de 15° N en été, de l’ordre de 5° S en hiver boréal.
Les variations de la ZCIT ont un effet important sur la climatologie des régions intertropicales car le balayage de cette zone de fortes précipitations constitue la saison des pluies.
De plus, l’amplitude de son oscillation est fonction d’éléments géographiques. Peu importante sur les océans Pacifique et Atlantique, elle sera bien plus conséquente sur l’océan Indien : remontant sur le continent asiatique en été, elle redescend jusque vers Madagascar en hiver boréal. Ce qui constitue la mousson d’Asie.
À noter qu’en hiver, la mousson d’Asie se caractérise par un temps sec sur l’océan Indien : les nuages et la pluie restent bloqués au nord du massif himalayen ; les pluies caractéristiques de la ZCIT, bien plus au sud, auront alors un caractère discontinu.

Météo-France

 Mousson d’Hiver sur l’Océan Indien Nord. Image du satellite Météosat 5 du 5 décembre 2001 à 16 h UTC. Le continent Indien et l’Océan Indien Nord sont libres de nuages.

 Météo-France

Mousson d’été sur l’Océan Indien Nord.  Image du satellite Météosat 5 du 13 juin 2001 à 16 h UTC.Sur l’ouest de la mer d’Oman, les cirus (en bleu) s’alignent dans le flux de  la mousson de Sud-Ouest. Sur l’Est de la mer d’Oman, l’Inde et le golfe du Bengale, des cumulonimbus (masses blanches) engendrent averses et orages.

Le terme générique de Mousson est d’origine arabe : « Mausim » signifie « saison ».
Cette appellation a été généralisée à toutes les zones géographiques du globe concernées par ces fluctuations. Il existe ainsi une mousson africaine, caractérisant surtout l’Afrique de l’Ouest, une mousson chinoise, une mousson malgache, etc.

Différences d’activité
L’activité de la ZCIT est fonction de différents paramètres dont le principal est la température de surface de la Terre. On comprend aisément que cette température influe favorablement la convection nuageuse et le déclenchement d’épisodes orageux.
Or la température continentale est plus forte en été que la température maritime. Mais, de plus, la température de surface de la mer est liée à l’influence de courants de dérives. On observe, en particulier, des « upwellings », soit des remontées d’eaux froides sous-jacentes, sur des zones côtières.

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Moyennes des températures de surface en °C. Hiver boréal en haut– été boréal en bas

Ces zones plus fraîches en surface peuvent être générées par un vent de terre : c’est typiquement ce qui se produit avec du mistral ou de la tramontane en méditerranée : l’eau chaude de surface est déportée au large et se trouve remplacée par de l’eau plus froide.
C’est également le cas lorsque le vent souffle parallèlement à une côte. Les eaux de surface suivront cette contrainte, mais seront, de plus, déviées vers la droite dans l’hémisphère Nord, et vers la gauche dans l’hémisphère Sud à cause de l’effet de la force de Coriolis.
Les courants des Canaries et de Californie dans l’hémisphère Nord, de Humboldt et de Benguela dans l’hémisphère Sud vont être ainsi déviés vers le large à partir de la sollicitation du vent, lui-même orienté autour des anticyclones subtropicaux (respectivement des Açores, d’Hawaii, de l’île de Pâques, de Sainte-Hélène).
La convection ne se déclenchera donc pas sur ces régions, mais plutôt sur des zones chaudes.
À grande échelle, on peut observer alors une circulation obéissant au fonctionnement des « cellules de Walker ».
La cellule type du Pacifique est représentée ci-après.
On observe ainsi une convection quasi permanente sur l’Indonésie, associée à une absence de convection aux abords de l’Amérique latine au sud de l’Équateur.

Météo-France Principe de fonctionnement d’une cellule de Walker sur le Pacifique – Source Météo-France

Ainsi, la circulation générale de l’atmosphère est très complexe.
Elle est soumise :
– aux cellules de Hadley suivant les axes méridiens ;
– à la circulation croisée des cellules de Walker suivant les parallèles ;
– aux spécificités géographiques de surface.

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Circulation de Walker dans un plan équatorial-vertical. – Source : Newell, 1979

On comprendra que la prévision météorologique est particulièrement complexe aux latitudes intertropicales puisque liée, de plus, à une grande diversité d’échelles.
C’est un peu comme si l’on voulait prévoir des orages à nos moyennes latitudes.
Leur localisation, leur durée de vie et la quantification des phénomènes associés est particulièrement difficile à appréhender même si les récents progrès en modélisation numérique permettent de mieux approcher ce type de prévision journalière.


EN SAVOIR PLUS 

http://education.meteofrance.com/machineclimatique/convergenceintertropicale?educelm=machine_5

voir aussi

http://www.passion-geographie.com/t722-la-zone-de-convergence-intertropicale-zcit

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2. UNE FABRIQUE DE CYCLONES ET DE MOUSSONS

Cyclones Extreme

Zones de Convergence InTertropicale qui suivant le mois fluctuent :
– la plus haute correspond à l’été dans l’hémisphère Nord
– et celle située la plus bas correspond à l’été dans l’hémisphère Sud
a ZCIT : Zone de Convergence Intertropicale 

Pour la zone Pacifique Sud, plus de 97% des systèmes cycloniques tropicaux se forment entre le 5ème et le 20ème dégrés de latitude Sud. Certains peuvent exceptionnellement naître sous des latitudes plus élevées (pour exemple ABIGAIL en janvier 1982 à 25° de latitude Sud)

Concernant leur zone d’intensité maximale :
La zone où les phénomènes tropicaux atteignent leur maximum d’intensité est comprise entre 18° et 20° de latitude Sud. Entre 14° et 24° de latitude Sud, 81% des phénomènes tropicaux sont à leur maximum d’intensité, celle-ci décroît ensuite dans leur déplacement vers le sud.

EN SAVOIR PLUS SUR

http://www.cyclonextreme.com/cyclonecaledonietrajectoire.htm

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3. Les conséquences sur la disponibilité des ressources halieutiques en Afrique occidentale

 

Dans les régions côtières du Golfe de Guinée et les régions Nord ouest africaine (Sénégal, Mauritanie et Sahara occidental), les ressources halieutiques en particulier les petits pélagiques, représentent sur le plan quantitatif, les principales ressources exploitées. Par illustrations les débarquements de ces espèces au niveau des régions ouest africaine  varient entre 600 000 à 1 400 000 T / an jouant ainsi un rôle social et économique majeur en dépit de leur faible valeur marchande (Ould Taled Ould Sidi, 2005). Ces régions sont des zones d’upwellings. Par conséquent, les débarquements de ces espèces pélagiques varient sous l’influence des fluctuations environnementales (Cury et Roy, 1987 ; Pezennec et al., 1993 ; Djagoua, 2003). Aussi, la gestion de l’exploitation de ces espèces nécessite t-elle, la connaissance du changement des conditions environnementales dans les écosystèmes marins africains, à savoir les écosystèmes d’upwellings côtiers. Car, le long des côtes ouest africaine se développent des upwellings saisonniers ou permanents ( Roy et al., 1989) qui modifient profondément les conditions des écosystèmes côtiers.

A l’échelle saisonnière, se succèdent des périodes de forts enrichissements caractérisées par une production intense des différents niveaux de la chaîne trophique et des périodes où la production est fortement ralentie. Par exemple, du Maroc au Sénégal, le moteur des upwellings est le vent (Wooster et al., 1976 ).  En effet, le déplacement saisonnier de l’anticyclone des Açores, de la dépression saharienne et de la Zone de Convergence InterTropicale (ZCIT) déterminent le balancement des alizés et donc de la position et de l’intensité des upwellings le long de la côtes ouest africaine (Wooster et al., 1976 ; Binet, 1998).

EN SAVOIR PLUS

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4. Le Pot au noir des navigateurs

LE FIGARO

By Marc Mennessier

Dans ce «passage à niveau» entre les deux hémisphères, les conditions météo sont particulièrement instables.

La zone de convergence inter­tropicale, ou pot-au-noir, est une région maritime particulièrement redoutée des navigateurs et des pilotes en raison de sa grande instabilité météorologique. «On peut passer subitement du calme plat à des vents de 35 nœuds soufflant dans toutes les directions avec des grains très violents», souligne le navigateur Franck Cammas, vainqueur sur Groupama de la Transat Jacques Vabre entre Le Havre et Salvador de Bahia.

Problème : comme il barre tout l’Atlantique d’est en ouest, depuis la pointe du Brésil jusqu’à la côte africaine, avec toutefois une portion légèrement plus étroite entre 25 et 30° de longitude ouest, il est impossible d’éviter le pot-au-noir, dès lors que l’on veut franchir l’équateur, que ce soit par la voie des airs ou des mers.

Dans ce véritable «passage à niveau» entre les deux hémisphères, qui remonte jusqu’à la latitude de Dakar en été, les vents alizés soufflant du nord et ceux qui viennent du sud convergent et s’affrontent. Le tout dans une atmosphère chaude (la température de l’eau varie entre 25 et 29 °C) et humide (proche de 100 %) propice à la formation d’importantes quantités de vapeur d’eau et donc de phénomènes convectifs ascendants. Cette agitation parfois intense est propice à la formation de cumulonimbus impressionnants pouvant s’élever jusqu’à 15 000 mètres d’altitude, soit au-dessus de l’altitude de croisière des avions de ligne, obligeant les pilotes à se dérouter pour éviter les turbulences.

«Dans le tambour d’une machine à laver»

Au-dessous de ces monstres météorologiques, pluies diluviennes, visibilité réduite, bourrasques violentes peuvent surprendre les marins ou les avions volant à plus basse altitude. Par mauvais temps, raconte à l’AFP le capitaine de corvette Frédéric-Pierre Giannantoni, «les grains frappent le pare-brise, l’avion malmené par les turbulences bouge dans tous les sens, il slalome entre des nuages gigantesques remplis de blocs de glace et subit des vents marins d’autant plus violents que l’on vole bas».

C’est notamment le cas des deux avions Breguet, Atlantique 2, partis hier en mission de reconnaissance pour tenter de localiser l’épave de l’Airbus accidenté en volant à 150 mètres au-dessus des flots. Les équipages vont passer «douze heures dans le tambour d’une machine à laver», prédisait le commandant Giannantoni, peu avant leur décollage.

Mais, pour les marins, l’inconvénient majeur du pot-au-noir réside plus dans les périodes de calme, parfois très longues, que dans les épisodes de gros temps. «Le risque, c’est de rester assis sur l’eau pendant des heures pendant que vos concurrents continuent d’avancer», explique Jean-Yves Bernot, météorologue spécialisé dans la navigation de compétition.

voir aussi

Une réflexion sur “Le pot au noir (zone de convergence intertropicale)

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