Pourquoi les typhons obliquent-ils
soudain vers l'est près du Japon ?
Sur les cartes de trajectoire à la météo, le typhon file d'abord vers l'ouest, puis vers le nord, avant de changer de direction près du Japon et de repartir vers le nord-est. Cette forme en arc se ressemble, année après année, de façon presque troublante. En réalité, le typhon ne choisit pas lui-même sa direction. Ce qui le porte, c'est un courant bien plus vaste qui l'enveloppe.
C'est la fin de l'été, et l'écran de télévision affiche la carte de trajectoire d'un typhon. Le chemin prévu dessine, depuis la mer du Sud jusqu'au Japon, une courbe douce en forme d'arc.
Le typhon de l'an dernier, et celui de l'année précédente, suivaient déjà à peu près la même courbe. Il avance lentement vers l'ouest sur la mer du Sud, s'oriente à mi-chemin vers le nord, puis bascule vers l'est aux abords du Japon en accélérant, avant de s'éloigner.
Le typhon ne connaît évidemment pas la position du Japon. Et pourtant, la plupart d'entre eux suivent un chemin semblable. Pourquoi ?
Deux grandes raisons
Le typhon est bien un tourbillon de vents violents. Mais ce tourbillon ne fait que tourner sur lui-même. Ce qui déplace l'ensemble du tourbillon, c'est un courant bien plus vaste et bien plus lent, qui s'étend tout autour du typhon. En été, l'anticyclone du Pacifique s'installe durablement au sud du Japon, et le courant qui en contourne le bord pousse le typhon.
À mi-hauteur de l'atmosphère, aux latitudes moyennes du globe, souffle une bande de vents puissants d'ouest en est : le courant-jet, ou vents d'ouest. Tant que le typhon reste sur la mer du Sud, il se trouve à l'extérieur de cette bande. Une fois porté vers le nord jusqu'à l'atteindre, il se retrouve entraîné par ce courant venu de l'ouest, et sa direction bascule vers l'est. Sa vitesse augmente alors d'un coup.
En somme, la trajectoire du typhon se courbe parce que « le courant qui le pousse change en chemin ». Voyons cela dans l'ordre.
Ce n'est pas le typhon qui se déplace lui-même
Un typhon est un tourbillon d'air gigantesque, de plusieurs centaines de kilomètres de diamètre. Mais le mouvement de rotation du tourbillon et son mouvement de déplacement sont deux choses distinctes. Imaginez que vous créiez un tourbillon avec le doigt dans l'eau d'un bain, puis que vous inclinez lentement toute la baignoire : le tourbillon continue de tourner, tout en se déplaçant avec le mouvement de l'eau. Le typhon fonctionne exactement ainsi.
Le courant qui transporte le typhon est appelé, en météorologie, le courant directeur. De l'été à l'automne, au sud du Japon s'étend un anticyclone puissant et étendu en hauteur : l'anticyclone du Pacifique. Autour d'un anticyclone, les vents soufflent en s'écoulant dans le sens des aiguilles d'une montre. Ainsi, sur le bord sud de l'anticyclone, le vent vient de l'est ; sur son bord ouest, il vient du sud.
Le typhon est porté en suivant ce bord de l'anticyclone. Tant qu'il reste au sud de l'anticyclone, il file vers l'ouest ; lorsqu'il atteint le bord ouest, il bascule vers le nord. La flèche courbée à gauche de la figure 1 représente ce courant. La trajectoire du typhon dessine un arc parce que le courant qui le pousse dessine lui-même déjà un arc.
En remontant vers le nord, il se fait happer par la bande des vents d'ouest
Porté vers le nord le long du bord de l'anticyclone, le typhon finit par atteindre la bande du courant-jet d'altitude. Cette bande est un puissant courant d'ouest en est qui se forme à la frontière entre l'air chaud du sud et l'air froid du nord. Le ciel au-dessus du Japon se trouve justement dans une zone où cette bande passe souvent.
Le typhon est un tourbillon qui s'étend en hauteur : il subit donc fortement l'influence des courants qui règnent en altitude. En entrant dans le courant-jet, le typhon se fait porter par ce flux et se dirige vers l'est. C'est ce qui donne cette impression de trajectoire qui se brise. Ce point de bascule est appelé le point de recourbure.
Ce n'est pas seulement la direction qui change, mais aussi la vitesse. Avant la recourbure, il n'est pas rare qu'un typhon avance aussi lentement qu'un vélo. Une fois entraîné par le courant-jet, en revanche, sa vitesse peut atteindre celle d'une voiture sur autoroute. Cette impression de « je le croyais encore loin, et le lendemain matin il était déjà passé » vient de cette accélération.
L'anticyclone du Pacifique gonfle en été, puis se contracte à l'automne en se retirant vers l'est. Tant que l'anticyclone reste vaste, le typhon doit contourner largement son bord pour aller vers l'ouest, et finit souvent par passer côté continent. Quand l'anticyclone se retire, son bord se rapproche du Japon, et le typhon remonte alors plus facilement le long de l'archipel. Si l'on dit que le typhon touche plus facilement l'archipel principal en automne qu'en été, ce n'est pas parce que le typhon a changé : c'est l'anticyclone qui le pousse qui s'est déplacé.
Lorsque le courant directeur est bien défini, la prévision de trajectoire est en général assez fiable. À l'inverse, quand le typhon s'éloigne à la fois du bord de l'anticyclone et de la bande des vents d'ouest, le courant qui le pousse s'affaiblit, et le typhon semble hésiter, comme s'il avait perdu sa direction. C'est dans ces moments qu'apparaissent des typhons qui avancent très lentement ou décrivent des boucles, rendant la prévision de trajectoire difficile. Un typhon lent apporte pluie et vent au même endroit pendant longtemps.
En résumé
Le typhon ne choisit pas sa direction par lui-même. C'est, en quelque sorte, un « tourbillon flottant sur une rivière », porté par les grands courants qui l'entourent. Autour du Japon, de l'été à l'automne, deux courants sont à l'œuvre : celui qui contourne le bord de l'anticyclone du Pacifique, et le courant-jet d'altitude. Le point où le typhon passe du premier au second est le point de recourbure — et c'est précisément ce passage qui explique cette trajectoire en arc si familière.
Le typhon n'avance pas.
Il est porté par un grand vent.
Pour comprendre le mécanisme du typhon lui-même, voir Pourquoi le fait-il beau dans l'œil du typhon ?, et pour la raison pour laquelle le niveau de la mer se soulève à son approche, voir Pourquoi le niveau de la mer monte-t-il à l'approche d'un typhon ?. Sur le sens de rotation des tourbillons selon l'hémisphère, voir Est-ce vrai que le tourbillon d'une baignoire tourne à l'envers dans l'hémisphère sud ?, et pour se représenter la force du vent, Un vent de 40 m/s, à quel point est-ce fort ?.
- Pendant qu'un typhon approche, regardez chaque jour à la même heure la carte de trajectoire prévue de l'Agence météorologique du Japon, et reportez-la sur papier. Comparez d'un jour à l'autre où se situe le point de bascule.
- Vérifiez, sur la carte météo du même jour, la position de l'anticyclone du Pacifique. Le point de bascule prévu ne se situe-t-il pas près du bord ouest de l'anticyclone ?
- Remplissez une bassine d'eau et versez-y doucement de l'eau d'un côté. Un petit bout de papier posé à la surface, qui tourne tout en se déplaçant, montre bien que la rotation propre du tourbillon et son déplacement sont deux choses distinctes.
Sur les cartes de trajectoire prévue figure un cercle assez large. Il signifie « la trajectoire peut encore passer n'importe où dans cette marge ». Si le bord de ce cercle touche votre ville, considérez qu'il faut vous préparer, même si le centre du cercle en est éloigné.
Pour en savoir plus ― vocabulaire, formules et liens avec les manuelsDu niveau collège jusqu'aux matières universitaires spécialisées, chaque niveau est indiqué clairement
- CollègeNiveau appris en sciences au collège
- LycéeNiveau appris en « sciences de la Terre / physique de base » au lycée
- Lycée+Niveau avancé du lycée, ou contenu traité en encadré dans les manuels
- UniversitéContenu non enseigné au lycée, relevant d'une matière universitaire spécialisée (météorologie, dynamique des fluides géophysiques)
- RechercheSujet qui n'est même pas enseigné à l'université comme une « vérité établie », et sur lequel les chercheurs travaillent encore actuellement
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Courant directeur : le grand courant environnant qui transporte le typhon. La direction et la vitesse de déplacement du typhon sont déterminées, pour l'essentiel, par ce courant.
- Point de recourbure : l'endroit où le typhon change de direction, passant du nord vers l'est. Il se situe le plus souvent là où le typhon entre dans la bande des vents d'ouest en altitude.
- Courant-jet / vents d'ouest : bande de vents qui souffle en continu d'ouest en est, en altitude, aux latitudes moyennes. Les filets les plus rapides de ce courant sont appelés courant-jet.
- Anticyclone du Pacifique : anticyclone puissant et étendu en hauteur, qui s'installe au sud-est du Japon de l'été à l'automne. Il crée un courant qui tourne dans le sens horaire le long de son bord.
CollègeLycéeVérification par le calcul : combien de temps gagne-t-on après la recourbure ?
La vitesse du typhon change fortement avant et après la recourbure. En prenant une distance d'environ 1000 kilomètres entre le sud de Kyūshū et le large du Kantō, comparons le temps nécessaire pour arriver. Ici, la « vitesse » désigne celle du déplacement du centre du tourbillon, et non la vitesse des vents qui soufflent à l'intérieur du typhon.
| En notation symbolique | t = L ÷ v (v ≒ vitesse du courant directeur) |
| En mots | Temps d'arrivée = distance ÷ vitesse de déplacement du centre du typhon |
| D'où vient cette formule | C'est simplement la définition de la vitesse : « distance = vitesse × temps ». Le typhon n'avance presque pas de lui-même : il est porté par le grand courant environnant (courant directeur), si bien que la vitesse v de son centre est presque entièrement déterminée par la vitesse de ce courant. Lorsque la recourbure le fait entrer dans les vents d'ouest, cette valeur de v augmente brusquement. |
| Symbole | Signification et unité |
|---|---|
| t | Temps nécessaire pour arriver (heures) |
| L | Distance entre le sud de Kyūshū et le large du Kantō (kilomètres) |
| v | Vitesse de déplacement du centre du typhon (kilomètres par heure). Ce n'est pas la vitesse du vent |
| Vitesse de déplacement avant la recourbure | 20 kilomètres par heure (ordre de grandeur d'un déplacement lent sur la mer du Sud) |
| Vitesse de déplacement après la recourbure | 50 kilomètres par heure (ordre de grandeur une fois porté par les vents d'ouest) |
| Distance entre le sud de Kyūshū et le large du Kantō | environ 1000 kilomètres |
| À la vitesse d'avant la recourbure, le temps nécessaire serait | 1000 ÷ 20 = 50 |
| À la vitesse d'après la recourbure, le temps nécessaire est | 1000 ÷ 50 = 20 |
| Le temps gagné est | 50 − 20 = 30 |
Toutes ces valeurs sont exprimées en heures. Pour la même distance, le temps passe de 50 heures à 20 heures, soit un gain de 30 heures : plus d'une journée entière d'écart. C'est de cette différence que naît la situation où l'on pense « il reste encore deux jours », alors qu'il arrive dès le lendemain matin. Voilà pourquoi il ne faut pas décider du moment de se préparer en se fiant à l'impression donnée avant la recourbure.
LycéeLycée+Pourquoi un typhon a-t-il tendance à dériver légèrement vers le nord-ouest, même sans rien qui le pousse ?
LycéeLa Terre est ronde et tourne sur elle-même. C'est pourquoi une force apparente agit sur tout air en mouvement : c'est la force de Coriolis, qui dévie le mouvement vers la droite dans l'hémisphère nord, et vers la gauche dans l'hémisphère sud. C'est aussi cette force qui fait tourner les tourbillons de typhon dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord.
Lycée+L'intensité de la force de Coriolis augmente avec la latitude. Autrement dit, elle n'agit pas tout à fait avec la même intensité au nord et au sud du tourbillon du typhon. Cette différence rend légèrement asymétrique le flux d'air autour du tourbillon, si bien qu'un typhon, même sans aucun courant directeur, tend à se déplacer lentement vers le nord-ouest. Ce mouvement est appelé dérive bêta, et sa vitesse est estimée à quelques kilomètres par heure. La trajectoire réelle résulte de la somme de ce mouvement propre et du courant directeur, bien plus important.
Université« Un tourbillon porté par un grand courant » exprimé par une formule
En météorologie universitaire, le degré de rotation de l'atmosphère est exprimé par une grandeur appelée vorticité. Le typhon est une masse dont la vorticité est bien plus élevée que celle de son environnement. La façon dont cette masse se déplace dans le temps est décrite par une loi de conservation qui combine le transport de la vorticité par le courant (advection) et l'effet de la variation de la vorticité due à la rotation terrestre selon la latitude (effet bêta). Le déplacement du centre du typhon correspond au point de vue selon lequel, dans cette équation, le terme d'advection domine. En d'autres termes, l'explication « le typhon est porté par le vent environnant » n'est pas une simple image : c'est la traduction, en langage courant, du terme principal de l'équation elle-même. Dans les prévisions numériques réelles, ce principe sert de base à des calculs qui intègrent aussi la température de surface de la mer et l'effet que le typhon exerce lui-même sur l'atmosphère environnante. Cette loi de conservation est étudiée sous le nom d'« équation de la vorticité », et le mouvement propre dû à l'effet bêta sous le nom de « dérive bêta ».
📖 Pour la démonstration des formules et pour aller plus loin : Wikipédia « Vorticité » ／ Wikipédia « Force de Coriolis »
RechercheCe qui n'est pas encore bien compris
- Où se situe la limite de la prévision ? Les erreurs de prévision de trajectoire se sont régulièrement réduites au cours des dernières décennies. Mais à cause de la propriété même de l'atmosphère — « une infime différence initiale peut grandir en un grand écart » —, on pense qu'il existe une limite à cette réduction. La valeur de cette limite n'est pas encore établie.
- Le lieu de recourbure se déplace-t-il progressivement vers le nord ? Certaines études rapportent que la latitude où le typhon atteint son intensité maximale, ainsi que la position de recourbure, tendraient à se déplacer vers le nord sur le long terme. Mais comme les méthodes d'observation ont changé au fil du temps, le débat continue sur la manière d'évaluer l'ampleur de ce changement.
- Comment prévoir un typhon qui semble errer sans direction ? Lorsque le courant directeur est faible, le typhon détermine en partie sa propre trajectoire en modifiant lui-même l'atmosphère qui l'entoure. Cette interaction est difficile à traiter, et il reste des cas où la prévision se trompe fortement.
Le contenu de cet article n'est donc lui aussi qu'une « explication dans la limite de ce qui est connu aujourd'hui ». Lorsqu'un typhon approche, vérifiez toujours les informations les plus récentes diffusées par l'Agence météorologique du Japon et les collectivités locales.
Liens avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière / unité | Partie correspondante de cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, domaine 2 « La météo et ses variations » | Le sens des vents autour d'un anticyclone, les variations saisonnières de trajectoire des typhons |
| Lycée | Sciences de la Terre de base « Mouvements atmosphériques » / Physique de base « Vitesse et temps » | La bande des vents d'ouest, le calcul du temps gagné après la recourbure |
| Lycée+ | Approfondissement de « Circulation générale atmosphérique » en sciences de la Terre | La variation de la force de Coriolis selon la latitude, et la dérive bêta |
| Université | Météorologie / dynamique des fluides géophysiques (vorticité et advection) | Le sens, exprimé par une équation, de l'idée « un tourbillon porté par un grand courant » |
| Recherche | Prévision de trajectoire des typhons, changement climatique et typhons | Les limites de la prévision, l'évolution à long terme du lieu de recourbure |
| ― | Lien avec la vie quotidienne | Comment décider du moment de se préparer, comment lire le cercle des cartes de trajectoire prévue |
- Documents explicatifs de l'Agence météorologique du Japon (気象庁) sur « le cycle de vie du typhon » et « la trajectoire du typhon » (incluant la formation, le développement et la recourbure).
- Rapport de l'Agence météorologique du Japon (気象庁) sur « la vérification de la précision des prévisions de trajectoire des typhons » (signification du cercle de prévision et évolution de l'erreur).
- Ogura Yoshimitsu (小倉義光), Météorologie générale (『一般気象学』), Presses de l'Université de Tokyo (東京大学出版会) (bases de la circulation générale atmosphérique, de la vorticité et de l'advection).
- Holland, G. J., Tropical Cyclone Motion: Environmental Interaction Plus a Beta Effect, Journal of the Atmospheric Sciences, 1983 (étude sur le déplacement des typhons par le courant directeur et l'effet bêta).
- Kossin, J. P. et al., The poleward migration of the location of tropical cyclone maximum intensity, Nature, 2014 (étude sur la tendance du déplacement vers les hautes latitudes du lieu d'intensité maximale).
※ Les valeurs de vitesse et de distance sont des repères représentatifs destinés à saisir le mécanisme ; elles varient fortement d'un typhon à l'autre.
※ Cet article est une vulgarisation scientifique à destination du grand public. Les valeurs indiquées ne sont que des repères ou des ordres de grandeur destinés à faciliter la compréhension du mécanisme. Pour la trajectoire, l'intensité d'un typhon et les mesures à prendre à son approche, suivez impérativement les informations et instructions les plus récentes publiées par l'Agence météorologique du Japon et les organismes publics compétents.