Exposition Topographique au vent

Author

Alix Biton

Published

January 26, 2026

Description

Fonction permettant de calculer l’exposition topographique au vent pour chaque cellule d’une grille régulière (un raster) pour un certain cyclone tropical ou plusieurs cyclones tropicaux. On appelera cette fonction computeTopo.

Principe

Pour calculer cette métrique, il faut d’abord récupérer les données de Profiles présentes dans la fonction spatialBehaviour() ainsi que la pente (slope) en radians et l’exposition/orientation des versants (aspect) en radians (calculées grâce à la fonction terra::terrain).

Dans Ibanez et al.2024, la fonction utilisée pour calculer l’exposition topographique au vent est raster::hillShade(). Cependant, ce package n’est pas dans les dépendances du package StormR contrairement à terra. De plus le package terra est un package, plus jeune, de remplacement de raster. On utilisera donc la fonction terra::shade() pour calculer l’exposition topographique au vent.

Pour utiliser la fonction terra::shade(), il faut un angle et une direction. L’angle utilisé sera l’angle d’inflexion de 6° (Boose et al.1994). Pour la direction, on veut récupérer la direction que prend le vent lorsque sa vitesse est maximale dans un layer c’est-à-dire la direction de la cellule ayant le Vmax.

Schéma explicatif de la fonction

Les valeurs négatives représente les aires protégées du vent tandis que les valeurs positives représente les aires exposées au vent.

Paramètres

Les paramètres de cette fonction sont :

  • sts : la StormList contenant les cyclones d’intérêt
  • dem : les données d’élévation (fichier .tif)
  • angle : angle d’inflection du vent (par défaut = 6°)
  • threshold : seuil minimum requis de vent (en m/s) pour calculer l’exposition (par défaut = 0 m/s)
  • product : produits calculés. peut être “Profiles”, “Max” ou “Mean”
  • verbose : si la fonction affiche les informations sur le processus ou non (0,1 ou 2)

Outputs

Les outputs de cette fonction dépendent du produit indiqué dans les inputs de la fonction.

Les “Profiles” renvoient les profils d’exposition topographique au vent à chaque mesure (toutes les 60 min) comme on pourrait le voir dans la fonction spatialBehaviour(). La terminologie de ces outputs sont : STORM_Exposure_n

Le “Max” renvoie un raster avec l’exposition topographique maximale sur toute la loi. On a récupéré, pour chaque cellule, la valeur maximale d’exposition tout au long du cyclone. La terminologie de cet output est : STORM_Exposure_Max

Le “Mean” renvoie un raster avec l’exposition topographique moyenne sur toute la loi. On a récupéré, pour chaque cellule, la valeur maximale d’exposition tout au long du cyclone. La terminologie de cet output est : STORM_Exposure_Mean

Outputs possibles de la fonction computeExposure()

Exemple : Chido

Sur le cas du cyclone Chido, j’ai récupéré l’exposition topographique au vent pour chaque mesure prise dans mon loi (location of interest) qui est la zone de Mayotte (~300km). Cette exposition topographique est décrite comme une variable quantitative “Exposure” et peut être lue comme un indice d’exposition au vent pour chaque cellule d’une grille (un raster).

pf <- spatialBehaviour(sts, product = "Profiles")
slope <- terrain(dem, v ="slope", unit = "radians")
exposition <- terrain(dem, v = "aspect", unit = "radians")

On obtient donc un raster appelé ici topo comprenant l’exposition topographique au vent à chaque mesure à partir d’une direction. On peut ainsi récupérer le layer ayant la plus haute exposition en moyenne.

Les flèches blanches ici représentent l’étendue des directions de vents tout au long du cyclone tandis que la flèche rouge représente la direction pour le layer considéré.