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Tropical cyclone dynamics revealed by satellite ocean surface wind speeds observations : the key contribution of the near-core surface wind structure
Malgré les avancées dans la prédiction de la trajectoire des cyclones tropicaux et des vitesses de vent en périphérie du système, la représentation numérique des vents les plus forts associés aux événements les plus intenses demeure une question ouverte, principalement en raison de la faible taille du coeur du cyclone et de la difficulté à comprendre et résoudre les échanges turbulents entre l’océan et l’atmosphère. Des limites observationnelles ont longtemps entravé des mesures précises de la surface océanique près du coeur dans des conditions de vents forts, tandis que les satellites géostationnaires aident à caractériser les motifs nuageux mais ne donnent pas d’information directe sur l’interface air-mer. Récemment, le radar à ouverture synthétique (SAR) a émergé comme une technologie satellitaire prometteuse capable de produire des mesures à haute résolution et bidimensionnelles des vitesses du vent à la surface de l’océan, grâce à de nouveaux modes d’acquisition et à des développements algorithmiques. Compte tenu de ces nouvelles opportunités d’observation, nous explorons la contribution des caractéristiques structurelles près du coeur, exclusivement discernables à travers des instruments haute résolution, à la dynamique des cyclones. En utilisant un cadre théorique simple et examinant sa cohérence avec les mesures SAR, nous démontrons que les vents en surface près du coeur controllent l’évolution de la structure du vent du cyclone. Le cadre développé permet d’illustrer comment les futures mesures des caractéristiques de la couche limite océanatmosphère pourraient bénéficier du suivi à court et à long terme des cyclones tropicaux
Mot-clé(s)
Cyclones tropicaux, Interactions air-mer, Observations par satellite, Télédétection
Despite advances in predicting the tropical cyclones (TCs) trajectory and outer-core wind speeds, the numerical representation of the strongest winds associated with the most intense events is still an open issue, essentially because of the small radial extent of the TC core and the difficulty in understanding and resolving turbulent air-sea exchanges. Observational limitations have for a long time hindered accurate measurements of the ocean surface near the core region in extreme wind conditions, while geostationary satellites help characterizing the cloud patterns but lack direct information on the air-sea interface. Recently, synthetic aperture radar (SAR) has emerged as a promising satellite technology capable of producing high-resolution two dimensional measurements of the ocean surface wind speeds, thanks to new acquisition modes and algorithmic developments. Given these new observational opportunities, we investigate the contribution of near-core structural features, exclusively discernible through high-resolution instruments, to the TC dynamics. Using a simple theoretical framework and examining its consistency with SAR measurements, we demonstrate that the near-core surface winds modulate the evolution of the TC wind structure. The developed framework allows to illustrate how future measurements of ocean-atmosphere boundary layer characteristics could benefit the short- and long-term monitoring of TCs.
Keyword(s)
Tropical cyclone, s Air-Sea interactions, Satellite observations, Remote sensing
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Publisher's official version | 185 | 24 Mo |