Calcul de la relation pression-vent pour les cyclones tropicaux

Les vents maximaux soutenus et la pression atmosphérique centrale minimale d'un cyclone tropical sont interdépendants et permettent d'évaluer son intensité^[1],[2]. Bien que les vents maximaux soient plus étroitement liés au potentiel destructeur d'un cyclone tropical, leur mesure fiable est plus complexe^[3].

Ces vents peuvent être estimés à partir du rayon des vents maximaux et du gradient de pression, mais ce dernier est également difficile à mesurer. Au-dessus de l'eau, des vols de reconnaissance permettent d'échantillonner la pression centrale d'un cyclone tropical et des observations fiables de la pression au-dessus des terres, à l'intérieur de l'œil, sont plus susceptibles d'être obtenues que des observations de vent au niveau du mur de l'œil^[4],[5].

Selon Christopher Burt de Weather Underground, la méthode la plus fiable pour estimer la pression à partir du vent consiste à utiliser la technique de Dvorak avec une image satellitaire qui montre la température des sommets nuageux^[6]. La plupart des modèles pression-vent sont sous la forme^[7] :

${\displaystyle v_{m}=a\Delta p^{x}}$

où ${\displaystyle v_{m}}$ est la vitesse maximale du vent, ${\displaystyle \Delta p}$ est la variation de pression entre un point extérieur et le centre, et ${\displaystyle a}$ et ${\displaystyle x}$ sont des constantes^[7]. Initialement, l'exposant était généralement fixé à 0,5 mais Ted Fujita a été le premier à le modifier^[7]. L'efficacité des relations entre le vent et la pression est influencée par d'autres facteurs tels que la latitude et la taille de la tempête, ainsi que par l'environnement atmosphérique local^[8].

Summarize Timeline Fact Check

Selon cette étude de 1977, la relation entre la pression du vent des cyclones tropicaux dans le Pacifique Nord-Ouest peut être estimée approximativement à l'aide de la formule suivante^[9] :

${\displaystyle v_{m}={6,7}\Delta p^{0,644}}$

La vitesse maximale soutenue du vent sur une minute (v_m) est exprimée en nœuds, la pression barométrique est exprimée en hectopascals et la pression barométrique ambiante correspond à la moyenne climatique du Pacifique Nord-Ouest soit 1 010 hPa.

Knaff et Zehr (2007) ont proposé la formule suivante pour relier le vent et la pression, en tenant compte du mouvement, de la taille et de la latitude ^[10] :

${\displaystyle P_{centrale}=23.286-0.483V_{srm}-({\frac {V_{srm}}{24.254}})-12.587S-0.483\phi +P_{env'}}$

Où V_srm est la vitesse maximale du vent corrigée de la vitesse de déplacement de la tempête, φ est la latitude et S est le paramètre de taille^[10]. S est plus précisément défini comme le rapport du vent tangentiel à un rayon de 500 km à sa valeur selon un modèle de vortex de Rankine^[11].

En 2008, Greg Holland de NCAR a publié son modèle dans la revue Monthly Weather Review^[7]. Le modèle de Holland est capable de caractériser avec précision le profil de pression d'un cyclone tropical^[12].

Joe Courtney et John A. Knaff ont publié en 2009 une correction au modèle Knaff-Zehr précédent. Ils ont noté que le modèle Knaff-Zehr présentait des problèmes pour le calcul des tempêtes aux basses latitudes. L'équation dérivée est^[13] :

${\displaystyle P_{centrale}=23.286-0.483V_{srm1}-(V_{srm1}/24.254)^{2}-12.587S-0.483\Phi +P_{e}}$ (pour ${\displaystyle \phi >18^{\circ }}$)

${\displaystyle P_{centrale}=5.962-0.267V_{srm1}-(V_{srm1}/18.26)^{2}-6.8S}$ (pour ${\displaystyle \phi <18^{\circ }}$)

L'interchangeabilité de la pression et du vent permet d'établir des équivalences pour le public^[2]. Les relations pression-vent peuvent être utilisées lorsque les informations sont incomplètes, notamment lorsque les prévisionnistes doivent recourir à la méthode de Dvorak^[11].