Chap. 3 Climats tropicaux d’échelle régionale

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1 Chap. 3 Climats tropicaux d’échelle régionale
3.1 Climatologie de l’atmosphère tropicale 3.2 Circulations océaniques 3.3 Structure de la Zone de Convergence InterTropicale (ZCIT) 3.4 Circulations de mousson et jets associés sommaire mousson sommaire général

2 3.4 Circulations de mousson et jets associés
Quels intérêts ? • Les circulations de mousson concernent une grande partie des tropiques, depuis l’Afrique de l’Ouest au Pacifique Ouest en passant par l’Océan Indien, ce qui représente près de 50% de la surface des tropiques. • Connexions des moussons avec la circulation générale : modulation de l’intensité du JOST, du TEJ, de la circulation de Walker etc.. • Diverses perturbations d’échelle synoptique s’observent dans les régions de mousson comme : - dépression de mousson (Baie de Bengale, Mer d’Arabie, N. Australie) - Cyclone (vortex) de moyenne-troposphère (Mer d’Arabie) - Lignes de cisaillement (Chine du Sud) - Coups de vents d’Ouest (WWB) sur le Pacifique Ouest - ‘cold surges’ (Chine du Sud ou Nord de l’Océan Indien pendant la mousson d’hiver) - ondes d’est (Afrique, Inde) sommaire mousson

3 3.4 Circulations de mousson
JJA Dt Dt Zone de mousson (trait rouge); dépression thermique (Dt) en zones hachurées. Source : d’après Webster, 87, p.5, Fig. 1.1 ‘Mausim’ signifie ‘saison‘ en Arabe ‘Flux de mousson’ = alizés transéquatoriaux déviés par Coriolis DJF Dt Dt ‘Zone de mousson’= les vents dominants en basses couches (sfc-700 hPa) virent d’au moins ° entre juillet et janvier. Les ‘zones de mousson’ se situent sur les faces équatoriales des dépressions thermiques. En été boréal (juin à septembre) mousson sur l’Afrique de l’O., L’Inde-la Chine En été austral (décembre à mars) mousson sur l’Indonésie-N. Australie et l’Afrique de l’E. sommaire mousson

4 3.4 Circulations de mousson: mécanisme de la mousson
Renforcé par Un contraste continent-océan Chauffage différentiel entre HS et HN JJA Circulation de brise … Source : Webster, 87, p.28, figure 1.9 DJF … à grande échelle, ce qui ajoute l’effet de Coriolis L’effet miroir (la convection profonde) renforce la circulation de mousson Source : Webster, 87, p.26, figure 1.8 Océan Indien Sud Inde sommaire mousson sommaire mousson

5 3.4 Circulations de mousson
3.4.1 Mousson indienne 3.4.2 Mousson d’Afrique de l’Ouest sommaire chap.3

6 3.4.1 Mousson indienne : onset
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression thermique Onset : 1. Début juin, alors que la dépression thermique se creuse sur le Pakistan (30°N), le flux de mousson à 850 hPa sur la Mer d’Arabie passe en quelques jours de 15 kts (~ 3 juin) à kts (~ 7 juin) : ce jet de basses couches est appelé ‘Jet des Somalies ou de Findlater’ sommaire mousson

7 3.4.1 Mousson indienne : onset
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression thermique Onset (suite): 2. Par instabilité barotrope, sur le flanc nord du Jet des Somalies, un vortex, sous forme de thalweg ou d’une dépression, se développe sur le SE de la mer d’Arabie entre le 10 et 20 juin. S’ensuit une augmentation du flux et de la convergence et deux semaines plus tard, c’est le début de mousson (onset) sur la côte Ouest de l’Inde. 3. Fin juin, cet ‘onset vortex’ se déplace vers le NW et meurt sur la péninsule arabique.

8 3.4.1 Mousson indienne : énergétique de l’onset vortex
z Nord INDE Sh 15°N Jet des Somalies 12°N orientation SO/NE de l’axe du thalweg de l’Onset Vortex Sh surface ou 850 hPa Est : ‘onset vortex’ Au nord du jet des somalies, le cisaillement horizontal de vent est de sens opposé (orienté vers l’ouest) à l’inclinaison horizontale de l’axe du thalweg de l’onset vortex (orienté vers l’est) Transfert favorable d’énergie du jet vers l’onset vortex (conversion barotrope ) qui favorise le développement de l’onset vortex.

9 3.4.1 Mousson indienne : Jet d’Est Tropical (TEJ)
Flux et isotaches en juillet à 200 hPa mais le maximum du TEJ est à 100 hPa. Source : d’après Koteswaram (1958) JJA -1er maximum à 100 hPa/15°N entre l’Asie du SE et l’Afrique de l’Est en passant par le Sud de l’Inde (60/70 kt) -2nd max. at 8°N/100 hPa sur l’Afrique de l’O. (35 kt) DJF -TEJ situé entre 10°S-équateur et à 100 hPa : il naît sur le Pacifique Central (20 kt à 180°), passe par l’Indonésie (30 kt) et l’Océan Indien équatorial (15 kt) et se dissipe en Afrique Centrale (20kt à 20°E) Carte de flux :chap 3.1 H Origine des hauts géopotentiels et TEJ ? une conséquence du chauffage et de la libération de chaleur latente, surtout au niveau de la mousson indienne Épaisseur des couches hPa en mgp. Source : Osman et Hastenrath, 1969

10 3.4.1 Mousson indienne : Jet d’Est Tropical (TEJ)
et zones de précipations associées TEJ Moyennes des pluies en juillet (in inches) et position du TEJ . 1 inch=2.54 cm Source : d’après Koteswaram, 1958 Maximum de divergence en haute troposphère et de précipitations en entrée droite et en sortie gauche Prévisionnistes : à surveiller entrée droite et sortie gauche du TEJ (c’est l’inverse lorsque le TEJ est situé dans l’hémisphère sud en DJF) sommaire mousson

11 3.4.1 Mousson indienne : Principaux phénomènes de mai à octobre
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression de mousson Vortex de moyenne troposphère Carte climatologique des pluies sommaire mousson

12 3.4.1 Mousson indienne : dépression de mousson
Pmer 993 hPa Dépression de mousson sur le Nord de la Baie De Bengale (analyse ARPEGE 0.5 du 16/09/08 à 00TU sommaire mousson

13 3.4.1 Mousson indienne : dépression de mousson
H 200 hPa H -haute tropo : Faible circulation anticyclonique et faible divergence 500 hPa -moyenne tropo : signal modéré de convergence C Lignes de flux et isotaches le 16/09/08 à 00TU associés à une dépression de mousson . Source : ARPEGE 0.5 925 hPa C -basse tropo : signal maximum en vent et convergence entre 925 et 700 hPa sommaire mousson

14 3.4.1 Mousson indienne : dépression de mousson
Principales caractéristiques (1) : D’échelle synoptique : ~ 2000 km de diamètre Régions de formation % dans la Baie de Bengale, -10% en Mer d’Arabie (en juin = ‘onset vortex’) -10 % sur terre (Bangladesh) Pression en surface : au départ chute de pression de l’ordre 4 à 6 hPa par rapport à l’environnement mais peut descendre jusqu’à 990 hPa Durée de vie : de 3 à 5 jours Fréquence : dans la Baie de Bengale, entre juin et septembre, la fréquence augmente progressivement entre juin (2 par mois) à septembre (5 par mois) Déplacement : vers l’O. ou le NO à kts en direction de la dépression thermique (Pakistan) et remontent la vallée du Gange au moins jusqu’au centre de L’Inde sommaire mousson

15 3.4.1 Mousson indienne : dépression de mousson
Principales caractéristiques (2) : Circulation fermée entre surface-300 hPa max. intensité (vent, convergence) vers 700 hPa Température -noyau froid entre surface-600 hPa -au-dessus, noyau chaud entre hPa -mais, certaines d’entres elles, pas de noyau froid Evolution : peu de risque d’évolution en tempête tropicale en juillet-août-septembre à cause du fort cisaillement vertical de vent (TEJ en haute tropo et flux de mousson de SO en basse tropo). Les vents en surface dépassent rarement les 64 kts (stade cyclone) Origine : onde d’est qui a traversé le Nord du Vietnam vers 20°N et qui s’est creusée au niveau du Golfe de Bengale Source d’énergie qui permet la croissance du vortex (hypothèse): - instabilité barotrope les premiers jours puis essentiellement instabilité barocline (inclinaison verticale du thalweg vers l’est couplée à un cisaillement vertical de vent dirigé vers l’O.) - l’effet miroir sommaire mousson

16 3.4.1 Mousson indienne : dépression de mousson
Localisation des pluies et vitesses verticales : • Convection profonde et vitesse verticale maximum dans le quadrant SO de la dépression • Précipitations : dans le quadrant SO de la dépression : entre 100 mm et 300 mm par jour Sources : d’après Daggupaty et Sikka, 77. sommaire mousson

17 3.4.1 Mousson indienne : Principaux phénomènes de mai à octobre
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression de mousson Vortex de moyenne troposphère Carte climatologique des pluies sommaire mousson

18 3.4.1 Mousson indienne cyclone de moyenne troposphère
925 hPa 600 hPa Lignes de flux et isotaches à 925 hPa (à gauche) à 600 hPa, (à droite) en juillet 1963 Source : Atkinson, 1971, d’après Miller et Keshavamurthy, 1968 • Circulation cyclonique intense en moyenne troposphère entre hPa Maximum de vent (40 kts) et convergence vers 600 hPa En basse et haute troposphère : absence ou faible signature en vent (apparaît alors en sinusoïde dans les lignes de flux) d’où le risque de ‘ratage’ pour les prévisionnistes. sommaire mousson

19 3.4.1 Mousson indienne cyclone de moyenne troposphère
Principales caractéristiques : Régions de formation : NE de la Mer d’Arabie, Sud Vietnam, Sud de la Mer de Chine Période d’occurrence : mai à octobre Taille synoptique : ~ 3000 km Durée de vie : de 3 à 7 jours, parfois 10 jours ! Fréquence : inférieure à celle des dépressions de mousson Déplacement : stationnaire ou vers l’ouest Température -noyau froid entre surface-600 hPa -au-dessus, noyau chaud entre hPa Fortes pluies : dans le quadrant Ouest du vortex (en phase avec la localisation des ascendances), jusqu’à 200 mm par jour Energétique : - initiation du vortex : instabilité barotrope du flux de mousson combinée à de l’ instabilité barocline (inclinaison verticale favorable) - croissance du vortex : rôle moteur de la libération chaleur latente (effet miroir) sommaire mousson

20 3.4.1 Mousson indienne : Principaux phénomènes de mai à octobre
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression de mousson Vortex de moyenne troposphère Carte climatologique des pluies sommaire mousson

21 3.4.1 Mousson indienne : carte climatologique des pluies
Precipitations associées à la mousson d’hiver (gauche) et mousson d’été (droite) Nov. à avril Mai à oct. colorié en bleu si RR totale > 1000 mm Source : Atlas Bordas, 1985, page 87 Eté, 3 zones de max. : - max. sur les montagnes Ghates (cyclone de moyenne tropo, onset vortex), plus sec en aval de la montagne - max. sur Bangladesh situé le long des trajectoires des dépressions de mousson - max. sur l’Asie du Sud-Est : entre mai et mi-juin, poussées de flux de mousson de SO (25kt<vent<40 kt entre 900 et 700 hPa) couplées à un vortex en surface. Ces systèmes, appelés ‘monsoon surge’, donnent 500 à 1000 mm sur la saison. : entre juin et septembre, dépressions tropicales en provenance de la mer de Chine. Hiver : Sec sauf sur Sri Lanka et l’extrême SE de l’Inde sommaire mousson

22 3.4.1 Mousson indienne : Principaux phénomènes de mai à octobre
Schéma de la localisation des principaux systèmes perturbés synoptiques, avec en grisé les précipitations >1000 mm. Source : D’après Rao, 81 Dépression de mousson Cyclone de moyenne troposphère Carte climatologique des pluies Mousson africaine

23 Bibliographie mousson (sauf africaine) 1/2
Atkinson, G. D : Forecaster guide to tropical meteorology. Rapport technique 240,U.S. Air Weather Service. Atlas Bordas historique et géographique, Editeur Hözel à Vienne Daggupaty S. M. and Sikka ,D.R : ‘On the vorticity budget and vertical distribution associated with the life cycle of a monsoon depression’, Journal of Atm. Sci., vol.34, n°5, p Johnson, R. H. and R. A. Houze, Jr., Precipitating clouds systems of the Asian monsoon, in Monsoon Meteorology, C.-P. Chang and T. N. Krisnamurti, eds., Oxford University Press, p , 1987 Koteswaram, P., 1958 : ‘The easterly jet stream in the tropics’, Tellus, vol. 10, p.43-57 Krisnamurti, T. N., 1979 : Tropical Meteorology. Compendium of meteorology, vol.2, part 4, editor A. Wiin-Nielsen, WMO N°364, World Meteorologic Organization, Geneva, 428 p. Miller, B. R. et R. N. Keshavamurthy, 1968 : Structure of an Arabian Sea summer monsoon system. Monographies météorologiques de l’Expédition internationale dans l’Océan Indien, N°1, East-West Centre Press, Honolulu, Hawaï Osman, O. E., Hastenrath, S., 1969 : ‘On the synoptic climatology of summer rainfall over Central Sudan’. Archiv. Meteor. Geophys. Bioklim., Ser. B., 17, p - Rao, Y. P., The climate of the Indian subcontinent. In Climates of southern and western Asia. Vol.9. World Survey of climatology, ed. H. E. Landsberg (Volume editors K. Takahashi and H. Arakawa) Elsevier, Amsterdam.

24 Bibliographie mousson (sauf africaine) 2/2
- Ramage, C. S. , 1971 : Monsoon Meteorology. Academic Press, New York and London, 296 p. Webster, Peter, J., 1987 : The Elementary Monsoon. In Fein and Stephens (ed.). Monsoons. J. Wiley, p. 3-32 - Des informations sur la mousson chinoise sur notre site de webrp (cours de de météo tropicale) : chap3.4.1_annexe