Si vous avez la malchance d’assister à un cyclone dans l’hémisphère Nord, et un dans l’hémisphère Sud, vous constaterez qu’ils ne tournent pas dans le même sens. De plus, je suis certain que vous n’avez jamais vu de cyclones à l’équateur ! Il y a bien sûr une raison scientifique à cela : c’est la force de Coriolis.

La force de Coriolis

Un cyclone est un phénomène météorologique caractérisé par un important déplacement d’air d’une zone de haute pression (extérieur du cyclone) à une zone de basse pression (intérieur du cyclone). Cependant, tout objet en mouvement dans un référentiel en rotation est soumis à la force de Coriolis. (Je vous conseille fortement de lire cet article, entièrement dédié à cette force, afin de mieux comprendre les explications qui vont suivre.).

En effet, les masses d’air tendent à se déplacer vers l’intérieur du cyclone. Or, la force de Coriolis dévie ces masses d’air, ce qui leur donne une trajectoire en forme de spirale. De plus, toutes les masses d’air sont déviées dans la même direction. (Toute vers la droite, ou toute vers la gauche).

Rouge : haute pression ; Bleu : basse pression ; Jaune : mouvement des masses d’air causée par la force de Coriolis

Ainsi, nous savons que la force de Coriolis est causée par la rotation de la Terre. Son orientation dépend du sens de rotation du référentiel en question. Si vous lancez un ballon dans un référentiel tournant dans le sens des aiguilles d’une montre, alors ce dernier sera dévié vers la gauche. A l’inverse, si vous êtes dans un référentiel tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, alors votre ballon sera dévié vers la droite. Ce s’applique également aux masses d’air en déplacement ! Le référentiel des cyclones dans l’hémisphère Nord devrait tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Dans l’hémisphère Sud, celui-ci devrait tourner dans le sens des aiguilles d’une montre. Or,  la Terre tourne dans le même sens pour tout le monde, que vous soyez dans l’hémisphère Nord ou l’hémisphère Sud. Pourquoi les cyclones n’ont-ils tous pas le même sens de rotation ?  Et pourquoi n’y a-t-il pas de cyclones à l’équateur ?

Une histoire de repère

La rotation de la Terre est bien entendue présente quel que soit où l’on se trouve.

Sens de rotation de la Terre

Cependant, on ne la ressent pas de la même façon lorsque nous sommes à sa surface. En effet, imaginons un pays au pôle Nord, et un second au pôle sud. Les habitants du pays au sud auront l’impression de tourner dans le sens des aiguilles d’une montre, alors que les habitants du pays du pôle sud auront l’impression de tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.

Rotation des pôles

Imaginons maintenant une portion d’océan situé dans l’hémisphère Nord. Nous savons que la vitesse causée par la rotation de la Terre est maximale au niveau de l’équateur, et diminue en direction des pôles. En effet, la Terre fait un tour en 24 heures. Un point situé à l’équateur doit donc parcourir plus de distance qu’un point proche des pôles pour accomplir un tour. Il va donc plus vite.

Profil de vitesse selon une ligne de la surface de la Terre joignant les deux pôles (un méridien)

Ainsi, si on regarde notre  pays à plat, le sud de cette dernière va se déplacer un peu plus vite que le nord car il a plus de distance à parcourir pour effectuer un tour en 24 h. Le profil de vitesse est donc le suivant.

Portion d’océan dans l’hémisphère Nord

Ainsi, cette différence de vitesse le long de cette portion d’océan induit une rotation de cette dernière dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Si un cyclone se forme à cet endroit, cette rotation va induire une force de Coriolis qui va dévier les masses d’air vers la droite . Le cyclone va donc tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre

Si notre portion d’océan est dans l’hémisphère sud, c’est le nord qui va se déplacer plus vite que le sud car il a plus de distance à parcours pour faire un tour en 24h. Cela induit une rotation du pays dans le sens inverse de ceux de l’hémisphère Nord.

Portion d’océan dans l’hémisphère Sud

Comme précédemment, cela va induire une force de Coriolis qui va dévier les masses d’air vers la gauche . Les cyclones vont donc tourner dans le sens des aiguilles d’une montre.

Si, cette fois-ci, notre portion d’océan se situe parfaitement au niveau de l’équateur, le profil de vitesse le long de cette dernière sera parfaitement symétrique. Aucune rotation n’est induite par ce profil de vitesse.

Portion d’océan au niveau de l’équateur

S’il n’y a pas de rotation, alors il ne peut pas y avoir de force de Coriolis. Les cyclones ne vont donc pas pouvoir se former à l’équateur. En effet, sans force de Coriolis, le mouvement des masses d’air ne peuvent pas être déviées, et « s’enrouler » pour créer un cyclone.

Conclusion

Les sens de rotation des cyclones est différent selon s’ils se trouvent dans l’hémisphère Nord ou l’hémisphère Sud. En effet, la cause de la mise en rotation des masses d’air est la force de Coriolis, qui dépend du sens de rotation du référentiel où l’on se trouve. Or, comme nous l’avons vu précédemment, le sens de rotation de notre référentiel dépend de la position où l’on se trouve sur la surface de la Terre ! C’est pourquoi les cyclones ne tournent pas dans le même sens dans les deux hémisphères. De plus, au niveau de l’équateur, le référentiel local ne tourne pas ! Il ne peut donc y avoir de force de Coriolis, et donc de cyclones.