Overblog Suivre ce blog
Administration Créer mon blog
14 janvier 2012 6 14 /01 /janvier /2012 09:01

  Prévisions,Jour,Semaine,Mois,France,Europe,Monde,Dom-Tom,

Tornades,Soleil,Pluie,Neige,Océans,Vidéos,Tsunami,Montagnes,

Villes,Vagues-Géantes,Tempête,Photos,Orages,Canicule,..:

 

Bonjour à tous et à toutes ,météo du jour et prévisions de la semaine :
(France,Europe,Monde).
  La météo des villes (Grande ,moyennes,petites,villages),plus des vidéos sur

différents phénomènes climatiques :
Vagues Géantes,Cyclones,Ouragans,Orages,Raz-De-Marée,Tempêtes,Tsunami,
Avalanches,...(Vidéos,Photos,...).Plus la météo des plages ,et des montagnes,

Dom-Tom....

 

Du jour :

 

meteo gratuite

 

Du lendemain :

 

meteo gratuite

 

  • Météo Des Grandes Villes ,et des villes moyennes :

  Paris(75)    Marseille(13)    Lyon(69)  Bordeaux(33)   Toulouse(31)
 
  Lille(59)     Strasbourg(67)  Nantes(44)   Brest(29)   Nice(06) 

  Rennes(35)  Le Havre(76)     Montpellier(34)    Rouen(76)   

Grenoble(38)    Toulon(83)    Mulhouse(68)    Le Mans(72)    

Orléans(45)    Tours(37)     Rennes(35)       Dunkerque(59)   

Reims(51)   Limoges(87)   Pau(64)   La Rochelle(17)  

Clermont-Ferrand(63)    Metz(57)      Nîmes(30)    

 Perpignan(66)      Biarritz(64)     Bastia(20)  

Saint-étienne(42)    Poitiers(86)   Auxerre(89) 
 
Cherbourg
(50)


Que pensez vous de la rubrique météo ?

 

Meteo-France-Europe-Monde-2010--2011.jpg


Phénomènes Météorologiques : Les Tornades.
Kansas(USA) : Certaines tornades font s'envoler les maisons ,
hallucinant ! et dangereux.La France en a aussi beaucoup
souffert récemment.

 


Définition et Analyses Des Tornades,

Plus de Vidéos de Tornades,beaucoup plus,
Des Vidéos et des Photos Incroyables ! ,


  • Météo Des Autres Villes :

Colmar,Vannes,Le Puy,Arles,Aix,Annecy,
Brive,Arcachon,Montauban,Alès,...(Lien Direct).



Phénomènes Météorologiques : Les Orages

Certains orages sont particulièrement extrêmes,
ils sont accompagnés de vagues d'éclairs.


Orages :Plus de vidéos et de photos,
beaucoup plus.


Définition et Analyse Des Orages.

  • Météo Des Villages et petites Villes:

 Lien Direct Vers le moteur de recherche de
la météo des petites villes, et des villages.



  • Météo Des Plages :

La Manche(Nord/Nord-Est)        Bretagne/Vendée  

Aquitaine(Golfe De Gascogne)   Méditerranée(Sud-Ouest/Paca)      

Littoral Corse

Vagues-Geantes-Art-2010--ema2100-webuz2tv.jpg

Phénomènes Météorologiques : Les Vagues Géantes(+ de 30 mètres !).

 Les vagues scélérates (rogues waves ,vagues géantes)peuvent atteindre plus de

30 mètres de hauteur ! ,exerçant ainsi une pression de plus de 100 tonnes par
mètre carré !.De nombreux cargos ont coulé après avoir rencontrés de tels "monstres".
  Ces vagues géantes sont de véritables murs d'eau gigantesques.

Lien Direct Vers L'article sur les Vagues Scélérates
(Rogues Waves,Vagues Géantes).


 

 

  • Météo Des Montagnes :

Alpes Partie Nord       Alpes Partie Sud      Jura        

Pyrénées Partie Ouest    Pyrénées Partie Est          

Vosges      Corse Montagne    
Massif Central

 


Phénomènes Météorologiques : Les Avalanches ,terribles avalanches !.
Avalanches Val D'Isère :


 

  • Météo du monde :

Europe      Amérique Du Nord       Afrique         Amérique Du Sud       

 Asie          Amérique Centrale           Océanie

 

 

  • Autres liens :

Plus De Météo,De Vidéos Spectaculaires,De Photos,
De prévisions météo,.....


Vidéos,Photos de Vagues Géantes,Scélérates.

Vidéos,Photos de Cyclones.


Vidéos,Photos De Gigantesques  Tornades.

Vidéos,Photos  d ' Orages Extrêmes.

Vidéos,Photos  d ' Avalanches Gigantesques.

Vidéos,Photos  de Tempêtes énormes.

Vidéos,Photos  de Tsunamis et de Raz De Marées.

Définitions et Analyses Des Vagues Géantes.

Rubrique Météo avec plein d'articles(+Orages,Tornades,Tsunami,
Vagues Géantes,Avalanches,Tempêtes,.........).


VWPeNAox1B

 

  • Lien vers la page d'accueil du Site/Blog :

Ema2100 /web3u2free /2010.


Repost 0
7 octobre 2010 4 07 /10 /octobre /2010 22:01

Bonjour à tous et à toutes ,météo du jour et prévisions de la semaine :
(France,Europe,Monde).
  La météo des villes (Grande ,moyennes,petites,villages),plus des vidéos sur

différents phénomènes climatiques :
Vagues Géantes,Cyclones,Ouragans,Orages,Raz-De-Marée,Tempêtes,Tsunami,
Avalanches,...(Vidéos,Photos,...).Plus la météo des plages ,et des montagnes,Dom-Tom..

 

Du jour :

 

meteo gratuite

 

Du lendemain :

 

meteo gratuite

 

  • Météo Des Grandes Villes et des villes moyennes :

  Paris(75)    Marseille(13)    Lyon(69)  Bordeaux(33)   Toulouse(31)
 
  Lille(59)     Strasbourg(67)  Nantes(44)   Brest(29)   Nice(06) 

  Rennes(35)  Le Havre(76)     Montpellier(34)    Rouen(76)   

Grenoble(38)    Toulon(83)    Mulhouse(68)    Le Mans(72)    

Orléans(45)    Tours(37)     Rennes(35)       Dunkerque(59)   

Reims(51)   Limoges(87)   Pau(64)   La Rochelle(17)  

Clermont-Ferrand(63)         Metz(57)      Nîmes(30)    

 Perpignan(66)      Biarritz(64)     Bastia(20)  

Saint-étienne(42)    Poitiers(86)   Auxerre(89) 
 
Cherbourg
(50)


Que pensez vous de la rubrique météo ?


Phénomènes Météorologiques : Les Tornades.
Kansas(USA) : Certaines tornades font s'envoler les maisons ,
hallucinant ! et dangereux.La France en a aussi beaucoup
souffert récemment.

 



Définition et Analyses Des Tornades,

Plus de Vidéos de Tornades,beaucoup plus,
Des Vidéos et des Photos Incroyables ! ,


  • Météo Des Autres Villes :

Colmar,Vannes,Le Puy,Arles,Aix,Annecy,
Brive,Arcachon,Montauban,Alès,...(Lien Direct)........



Phénomènes Météorologiques : Les Orages

Certains orages sont particulièrement extrêmes,
ils sont accompagnés de vagues d'éclairs.


Orages :Plus de vidéos et de photos,
beaucoup plus.


Définition et Analyse Des Orages.

  • Météo Des Villages et petites Villes:


Lien Direct Vers le moteur de recherche de
la météo des petites villes, et des villages.



  • Météo Des Plages :

La Manche(Nord/Nord-Est)        Bretagne/Vendée  

Aquitaine(Golfe De Gascogne)   Méditerranée(Sud-Ouest/Paca)      

Littoral Corse

Vagues-Geantes-Art-2010--ema2100-webuz2tv.jpg

Phénomènes Météorologiques : Les Vagues Géantes(+ de 30 mètres !).

 Les vagues scélérates (rogues waves ,vagues géantes)peuvent atteindre plus de

30 mètres de hauteur ! ,exerçant ainsi une pression de plus de 100 tonnes par
mètre carré !.De nombreux cargos ont coulé après avoir rencontrés de tels "monstres".
  Ces vagues géantes sont de véritables murs d'eau gigantesques.

Lien Direct Vers L'article sur les Vagues Scélérates
(Rogues Waves,Vagues Géantes).


 

  • Météo Des Montagnes :

Alpes Partie Nord       Alpes Partie Sud      Jura        

Pyrénées Partie Ouest    Pyrénées Partie Est          

Vosges      Corse Montagne    
Massif Central

 


Phénomènes Météorologiques : Les Avalanches ,terribles avalanches !.
Avalanches Val D'Isère :


 

  • Météo du monde :

Europe      Amérique Du Nord       Afrique         Amérique Du Sud       

 Asie          Amérique Centrale           Océanie

 

 

  • Autres liens :

Plus De Météo,De Vidéos Spectaculaires,De Photos,
De prévisions météo,.....


Vidéos,Photos de Vagues Géantes,Scélérates.

Vidéos,Photos de Cyclones.


Vidéos,Photos De Gigantesques  Tornades.

Vidéos,Photos  d ' Orages Extrêmes.

Vidéos,Photos  d ' Avalanches Gigantesques.

Vidéos,Photos  de Tempêtes énormes.

Vidéos,Photos  de Tsunamis et de Raz De Marées.

Définitions et Analyses Des Vagues Géantes.

Rubrique Météo avec plein d'articles(+Orages,Tornades,Tsunami,
Vagues Géantes,Avalanches,Tempêtes,.........).



VWPeNAox1B

 

 

  • Lien vers la page d'accueil du Site/Blog :

Ema2100 /web3u2free /2010.

 

 

Repost 0
Published by Ema2100 / Web3u2free - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
7 septembre 2010 2 07 /09 /septembre /2010 15:46
Repost 0
Published by Ema2100/Web3u2free - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
29 août 2010 7 29 /08 /août /2010 20:18

Tornade :

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

(Redirigé depuis Tornades)
Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Tornade (homonymie).
Tornade
Une tornade de catégorie F5 au Manitoba.
Une tornade de catégorie F5 au Manitoba.
Abréviation METAR +FC
Symbole Symbol Tornado1.png
Classification Famille C
(Étage bas)
Altitude sous 1 000 m

Une tornade (de l'espagnol tornado, dérivé du verbe tornar, tourner) est un vortex (tourbillon) de vents extrêmement violents, prenant naissance à la base d'un nuage d'orage (cumulonimbus) lorsque les conditions de cisaillement des vents sont favorables dans la basse atmosphère. De très faibles tornades peuvent également se développer sous des nuages d'averses (cumulus bourgeonnant).

Ce phénomène météorologique a un pouvoir destructeur supérieur à celui d'un cyclone tropical au mètre carré, mais est de durée et d'étendue limitées : il concerne un corridor de quelques centaines de mètres de large sur quelques kilomètres de long. Certaines tornades ont engendré les vents les plus forts signalés à la surface du globe. Elles tuent chaque année de 300 à 400 personnes (selon une estimation de l'Organisation météorologique mondiale), dont 150 aux États-Unis[1].

Sommaire

[masquer]

Appellation et abus de langage [modifier]

Les tornades, faibles ou fortes, ont des caractéristiques propres et sont jugées par leur intensité (Échelle de Fujita), non par leur dimension. C'est pourquoi l'expression « mini-tornade », souvent employé dans les médias, est à proscrire. Il s'agit le plus souvent en effet d'un terme fourre-tout qui est utilisé pour décrire tout dommage par le vent et très localisé, sans tenir compte du mécanisme causal. Il confond le plus souvent des phénomènes aussi différents que des rafales descendantes sous orages, des grands vents synoptiques et de faibles tornades.

Description du phénomène [modifier]

300px-Tornato_11.09.05_003.jpg
magnify-clip.png
Photo d'une trombe marine

Les tornades ont depuis longtemps défrayé la chronique et certaines ont été retenues par l'Histoire, même avant d'être appelées de ce nom. Par exemple, Grégoire de Tours décrit un évènement survenu dans la vallée de la Loire au VIe siècle qui semble correspondre au phénomène : « le vent du midi souffla sur le pays avec tant de violence qu’il renversa les forêts, abattit les maisons, arracha les haies, et fit périr des hommes même enlevés dans un tourbillon qui parcourut en largeur un espace de près de sept arpents. On n’a pu savoir ni estimer jusqu’où s’était prolongé son passage »[2].

Une tornade se développe près du courant ascendant d'un orage se trouvant dans un environnement où les vents dans les premiers kilomètres de l'atmosphère changent non seulement de force, mais également de direction avec l'altitude. Les orages supercellulaires sont le plus souvent associés avec des tornades en raison de la configuration particulièrement bien cisaillée des vents autour de ces derniers. Cependant, les vents descendants de lignes de grains ou les fronts de rafales entre les cellules d'orages multicellulaires peuvent aussi interagir pour en générer. Les cyclones tropicaux, où l'on retrouve des orages, sont également accompagnés de tornades. Il arrive même parfois que de faibles tornades se développent dans le courant ascendant d'un cumulus bourgeonnant.

On parle de tornade si l'air en rotation entre en contact avec la terre ferme ; lorsque le phénomène ne touche pas le sol, on parle simplement d'un entonnoir nuageux. Lors d'un contact sur l'eau plutôt que sur le sol, on parle alors de trombe marine. Lorsque l'on observe des trombes marines se former en l'absence de nuages de convection, il s'agit d'un phénomène similaire à un tourbillon de poussière sur la terre ferme.

La vitesse de déplacement d'une tornade qui touche le sol est très variable mais peut atteindre occasionnellement 100 kilomètres par heure. L’entonnoir se déplace de façon sinueuse, généralement du sud-ouest vers le nord-est (hémisphère nord), mais peut changer de direction de façon soudaine.

Pression atmosphérique [modifier]

La pression dans le cœur peut être inférieure de 10 % à celle de l'atmosphère environnante (à peu près la même différence qu'entre la pression au niveau de la mer et à une altitude de 1 000 mètres). Autrement dit le passage de la tornade corresponde à une variation de pression qui peut atteindre 100 hPa. C'est d'ailleurs l'origine principale des dégâts, les habitations « explosant » littéralement.

Sens de rotation [modifier]

Le mouvement de l'air dans un système en rotation est une balance entre diverses forces. Selon le second principe de Newton exprimée dans les équations primitives atmosphériques, on additionne ces forces pour connaître la force totale qui s'exerce sur le fluide:

\frac{d \vec{V}}{dt} = f \vec{V} - (\nabla p/\rho) - \vec g^*\ + \frac {\vec V^2}{R_c} + F_{r} \qquad \begin{cases} F_r = Friction \\ \vec g^*=constante\ de\ gravit\acute{e}\ verticale= 9,8 m/s^2 \\R_c = Rayon\ de\ courbure\ du\ flux \end{cases}

La partie de gauche de l'équation est l'accélération que subit la parcelle d'air. À droite on retrouve la force de Coriolis, la variation de pression dans le système, la gravité, la force centripète et la friction. Dans un système météorologique à grande échelle, comme une dépression, la différence de pression commence le mouvement de l'air des hautes vers les basses pressions. Ce mouvement sera relativement lent et la force de Coriolis pourra dévier l'air vers la direction des Pôles pour donner le vent dans l'atmosphère libre. La friction agit près du sol pour dévier un peu plus l'air vers le centre de la basse pression et donner le vent réel. La force centrifuge, {\vec V^2} / {R_c}, est négligeable car le rayon (R) d'un tel système est très grand et la gravité s'exerce vers le bas. Tout ceci donne un sens de rotation bien spécifique selon l'hémisphère, par exemple le sens anti-horaire dans l'hémisphère nord.

Au sein même de la tornade, la balance des forces s'effectue cependant entre la pression atmosphérique et la force centrifuge. En effet, le diamètre et la durée de formation d'une tornade sont de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à ceux nécessaires pour que la force de Coriolis ait le temps de s'exercer. Or la direction de la force centrifuge dépend de la direction initiale de déplacement de l'air et donc n'a pas de sens prédéterminé.

Malgré cela, les vents dans une tornade sont presque toujours cycloniques dans l'hémisphère nord. En effet, leur vortex provient de la concentration d'une rotation des vents de large échelle (synoptique) qui eux sont soumis à cette force, comme expliqué antérieurement. Toutefois, une minorité significative de tornades tournent en sens contraire. Cela est en partie dû à la friction s'exerçant près du sol, par le relief, qui peut orienter le début de la rotation et le sens du cisaillement vertical.

Vortex [modifier]

Le vortex a généralement (mais pas toujours) la forme d'un nuage en entonnoir (le tuba) qui s'étend parfois jusqu'à terre. Ce tuba ne se forme que si la chute de pression dans le cœur dépasse une valeur critique, qui est fonction de la température et de l'humidité relative de l'air entrant.

Quand l'air pénètre dans la zone de basse pression, il se dilate et se refroidit. S'il se refroidit suffisamment, la vapeur d'eau qu'il contient se condense en gouttelettes. Plus l'air entrant est chaud et sec, plus la chute de pression doit être grande pour que la condensation puisse avoir lieu et que le tuba se forme. Parfois le tuba de condensation ne se constitue pas et l'on ne devine la présence de la tornade que par la poussière et les débris qu'elle emporte.

Le tuba mesure de quelques dizaines de mètres à plusieurs kilomètres de long et, au point de contact avec le nuage générateur, son diamètre est compris entre quelques mètres et quelques centaines de mètres. Généralement il a une forme conique, mais les tornades très fortes engendrent des colonnes cylindriques courtes et larges. On distingue aussi, assez souvent, de longs tubes qui ressemblent à des cordes et qui serpentent horizontalement.

Au cours de la brève existence d'une tornade (jamais plus de quelques heures), la taille et la forme du tuba peuvent beaucoup changer et refléter les variations d'intensité des vents ou des propriétés de l'air entrant. La couleur du tuba varie du blanc sale au gris et même au gris bleu foncé lorsqu'il est constitué principalement de gouttelettes d'eau ; quand le cœur se remplit de poussière, le tuba prend une teinte originale, comme par exemple la couleur rouge de l'argile de certaines régions. Les tornades peuvent aussi être bruyantes, tel un rugissement parfois. Ce rugissement résulte de l'interaction turbulente des vents violents avec le sol.

Distribution mondiale [modifier]

350px-Densit%C3%A9_annuelle_tornade_mond
magnify-clip.png
Distribution mondiale des tornades (points rouges) et des zones agricoles (vert) (Source: NOAA)

Les tornades se produisent dans de nombreuses régions du monde. Il existe une corrélation entre la localisation des zones agricoles et l'occurrence de tornades. Elles sont également plus nombreuses dans certaines zones au climat subtropical humide. Étant donné que l'humidité est un facteur important de développement des orages violents qui causent les tornades, cette relation se comprend aisément. Cependant, elles ne se produisent que là où les conditions de cisaillement des vents sont favorables ce qui veut dire que les plus puissantes ne sont pas nécessairement dans les milieux les plus humides. Les zones rurales comme les villes peuvent subir ce phénomène. Les États-Unis d'Amérique subissent le plus grand nombre de tornades et elles ont tendance à y avoir une très forte intensité[3]. De 800 à 1 200 tornades sont observées chaque année dans ce pays et une vingtaine atteignent le degré F4 ou F5[1],[4].

La plus grande densité absolue de tornades au monde se trouve en Floride, bien que celles-ci soient généralement de faible à moyenne intensité. Cependant, la zone la plus active est la région du bassin du fleuve Mississippi et des Grandes Plaines. Les tornades y sont en général très puissantes. Les États du Texas, de l'Oklahoma, du Kansas et du Nebraska ont d'ailleurs acquis le surnom de « Tornado Alley » avec un tiers des tornades aux États-Unis[4].

Cette zone est particulièrement exposée parce que l'air chaud et humide du Golfe du Mexique, près du sol, y rencontre de l'air sec et frais en altitude venant des montagnes Rocheuses et du Canada. Le tout donne naissance (voir Explication du phénomène, ci-dessous) à des orages violents comprenant une circulation mésocyclonique. Cette zone s'étend en fait jusqu'aux Prairies canadiennes où un nombre important de tornades sont signalées.

De manière surprenante, c'est aux Pays-Bas que l'on retrouve la plus grande densité nationale de tornades signalées avec 0,00048 par kilomètre carré (20 tornades par année)[5]. Le Royaume-Uni vient ensuite avec une densité de 0,00013 (33 tornades annuellement)[5]. Il ne faut cependant oublier la très faible surface de ces pays en comparaison avec les États-Unis, ce qui, même avec un faible nombre de tornades, représente une densité plus forte. Ces tornades sont également de faible intensité, le plus souvent des F1.

Par densité nationale, suivent dans l'ordre :

Dans les climats favorables mentionnés antérieurement, on retrouve certaines grandes villes qui rapportent un bon nombre de tornades dans leur région métropolitaine. On peut citer surtout Miami, Oklahoma City, Dallas et Chicago aux États-Unis ainsi que Dhâkâ en Asie. Dans une moindre mesure, il y a Barcelone, Londres et l'aire urbaine d'Amsterdam en Europe. Les villes ne sont cependant pas plus touchées que les zones rurales mais certains micro-climats et effets locaux peuvent favoriser les tornades[6].

Le nombre et la densité rapportés des tornades sont cependant biaisés par trois facteurs :

  • La densité de population dans une zone très propice à ce phénomène qui rend non seulement la détection plus facile mais également la poursuite des entonnoirs. Par exemple, il y existe de nombreux chasseurs de tornades aux États-Unis mais très peu ailleurs. Autre exemple, 80 à 100 tornades par an sont recensées au Canada mais de larges portions du pays sont peu peuplées et le nombre est probablement plus grand ;
  • La prévalence des orages violents par rapport à d'autres phénomènes météorologiques dans une région. Les tempêtes de neige, de vents ou les cyclones tropicaux ont beaucoup plus d'impact dans la majeure partie du monde et les tornades peuvent être sous-signalées ou confondues avec une tempête de vent ;
  • Les communications jouent également un très grand rôle dans le rapport des événements violents et l'Afrique et l'Asie ont par une étrange coïncidence très peu de signalements. Par exemple, le Bangladesh subit des tornades aussi importantes et en aussi grande densité que les États-Unis. De plus, elles provoquent le plus grand nombre de décès mondial chaque année (179 contre 150 aux États-Unis), mais elles sont beaucoup moins médiatisées[7],[8].

Climatologie [modifier]

Une tornade peut survenir à tout moment de l’année, mais on les observe le plus souvent à la fin du printemps et en été. Aux États-Unis, les études ont montré que 54 % des tornades ont lieu au printemps et 27 % en été[1]. Ces pourcentages sont reliés à la disponibilité des éléments nécessaires à la formation d'orages violents et varieront selon l'endroit. De manière générale, l'occurrence maximale de tornades se déplace du sud vers le nord avec le réchauffement et l'apport d'humidité (hémisphère nord). Ainsi le plus haut pourcentage sera en mai dans le sud de la Tornado Alley, au début de l'été autour des Grands Lacs et en juillet-août dans le sud du Québec.

La même variabilité se retrouve dans le reste du monde. On peut parler par exemple de la France où le phénomène est relativement rare mais existe. Selon une étude de Jean Dessens du laboratoire d'aérologie de l'Université Paul Sabatier et de John T. Snow du département des sciences de la Terre et de l'atmosphère de l'Université Purdue (États-Unis), durant la période de 1680 à 1988 on a recensé en France 107 trombes de classes F2 et plus dans l'échelle de Fujita. On les retrouve surtout de juin et août entre 16h et 19h TU[9]. La région à plus fort risque se situe dans le quart nord-ouest de la France[9] (comme ce cas du 3 août 2008 dans la région de Maubeuge qui fit 3 morts et 9 blessés[10]), avec un deuxième secteur plus restreint près de la côte méditerranéenne. La moyenne est de deux tornades de ce type chaque année et le risque en un point du territoire français est environ 15 fois plus faible que dans les grandes plaines des États-Unis[9].

Naturellement, la fréquence des tornades plus faibles est plus grande. Par exemple, le phénomène est surtout observé en France dans les zones côtières pendant la saison froide de novembre à mars, et dans l'intérieur du pays pendant la saison chaude d'avril à octobre[9]. Il survient en général lorsque de l'air maritime atlantique à moyenne altitude recouvre une couche de surface d'origine méditerranéenne. L'instabilité dans la couche de surface se développe pendant le passage de l'air au-dessus du sud de la France. Des études de cas suggèrent que les trombes ne se forment que si l'instabilité dans la couche de surface est encore augmentée par un réchauffement et une humidification localisés. La formation d'une dépression secondaire sur ou à proximité d'un front froid en provenance de l'ouest constitue une condition favorable supplémentaire au déclenchement d'orages à tornades[9]. Ces conditions sont similaires à celles décrites dans la section formation et peuvent être étendues à plusieurs pays de l'Europe de l'Ouest.

Dégâts [modifier]

180px-Fujita_scale_technical.PNG
magnify-clip.png
Un diagramme de l'échelle de Fujita par rapport à l'échelle de Beaufort et l'échelle en nombre de Mach.
Apr%C3%A8sUneTornade001.jpg
magnify-clip.png
Dégâts après le passage d'une tornade : remarquez le corridor typique de débris et les maisons épargnées de chaque côté.

Contrairement à ce qu'on entend régulièrement dans les médias, une « mini-tornade » est une expression à proscrire car il s'agit d'un terme fourre-tout qui est donné pour tout dommage par le vent et très localisé. Il peut provenir autant de rafales descendantes sous orages que d'une tornade de faible intensité. L'observation de l'entonnoir nuageux est naturellement un indice important mais elle n'est pas toujours vue par les témoins car il est souvent perdu dans la pluie forte.

Il faut donc reconnaître les signes typiques laissés par le passage d'une tornade soit un corridor de dégâts où les débris montrent des torsions et sont répartis de façon plus ou moins aléatoire dans et autour du corridor, pas seulement soufflés dans la direction de passage. En effet, une tornade est formée par de l'air en rotation et en ascension, les débris retomberont dans des directions diverses, selon le flanc du tourbillon qui les a fauchés. Les arbres ou structures seront également souvent sectionnés à quelques mètres du sol dans le corridor de dommages et projetés au loin.

Selon un mythe, ce serait la différence de pression entre l'extérieur d'une maison et son intérieur qui causerait sa destruction par implosion et on devrait ouvrir les fenêtres en cas de tornade à proximité. En réalité, le vent du tourbillon brise la vitre, entre dans la maison, soulève le toit par effet de pression et les murs devenus sans support s'effondrent. Ouvrir les fenêtres est donc inutile. En vérité, les dégâts dans les tornades sont dus aux facteurs suivants :

  • La pression des vents à laquelle l'obstacle rencontré résiste jusqu'à son point de cassure.
  • L'effet de Bernoulli autour des obstacles qui donne une différence de pression entre le côté face au vent et celui sous le vent par différence de vitesse d'écoulement. Cette différence de pression aide à soulever les objets comme l'air passant autour d'une aile d'avion donne la portance :
  • Un véhicule est projeté.
  • La toiture d'un bâtiment est soulevée comme une voile et retombe à côté de ses supports, ce qui cause un effondrement de la structure.
  • Les projectiles engendrés qui retombent et causent des dommages secondaires.

L’échelle de Fujita mesure donc la puissance des tornades lorsque les dommages sont vraiment reliés avec ce phénomène. Cette échelle est graduée de F0 (dégâts légers) à F5 (dégâts très importants). Les tornades de force F5 s’accompagnent de vents de plus de 415 kilomètres à l’heure et sont capables d'arracher une maison de ses fondations et de projeter à plusieurs centaines de mètres des véhicules ou d'autres gros objets. Bien que statistiquement les tornades de force F5 ne représentent que moins de 1% des tornades, plus de 50 ont été dénombrées rien qu'aux États-Unis au cours du dernier demi-siècle. Les morts causées par les tornades sont en général dues aux débris des édifices qui s'effondrent ou qui sont projetés vers les victimes. Il est relativement rare que la personne soit projetée elle-même par la tornade.

En 2007, le National Weather Service américain a introduit une version améliorée de l'échelle de Fujita qui décrit 28 types de dégâts que l'on peut rencontrer lors d'une tornade et donne une échelle d'intensité pour chacun de ceux-ci, ce qui aide à mieux classer la force des tornades. Cette échelle est similaire à l'originale mais les vents estimés ont été révisés selon des enquêtes plus poussées faites sur les dégâts causées par le vent à différentes structures.

Catégorie Vents estimés
(km/h)
Dommages Fréquence
  Échelle
Originale / Améliorée
   
F0 60 - 120 / 105 – 137 Dégâts légers comme bout de toiture emportée 82 %
F1 120 - 180 / 138 – ;178 Dégâts modérés comme toit emporté 11%
F2 180 - 250 / 179 – 218 Dégâts importants comme maisons mobiles renversées ou détruites 4 %
F3 250 - 330 / 219 – 266 Dégâts considérables comme maisons plus solides détruites 1,8 %
F4 330 - 420 / 267 – 322 Dégâts dévastateurs auxquelles les meilleurs bâtiments ne résistent pas 0,9 %
F5 420 - 510 / >322 Dévastation totale 0,3 %
F6 à F12 510 - mur du son /  ??? Dégâts incommensurables Jamais rapporté

Extrêmes [modifier]

180px-Super_Outbreak_Map.PNG
magnify-clip.png
Carte montrant les trajectoires des tornades du Super Outbreak de 1974

La plus forte tornade rapportée dans l'histoire s'est produite lors du Tri-State Tornado.Elle est passée sur une partie du Missouri, de l'Illinois et de l'Indiana le 8 mars 1925. Tout probablement une F5, même si l'échelle de Fujita n'existait pas à l'époque, elle détient le record mondial de la plus longue trajectoire avec 325 km, de la plus longue vie avec 3,5 heures et de la plus grande vitesse de déplacement avec 117 km/h. Il s'agit également de la plus meurtrière aux États-Unis avec 695 morts[11] et elle est encore la troisième plus coûteuses de ce pays (coût normalisé pour l'inflation)[12].

La tornade la plus meurtrière s'est produite au Bangladesh le 26 avril 1989 dans la région de Daultipur-Salturia. Elle tua environ 1 300 personnes[13]. La plus importante série de tornades s'est produite les 3 et 4 avril 1974. On a rapporté 148 tornades individuelles durant cet événement appelé le Super Outbreak. Elles ont affectées une large portion du Midwest américain et de l'extrême sud de l'Ontario au Canada sur une période de 18 heures. Un nombre record de celles-ci ont été extrêmement violentes dont six F5 et vingt-quatre F4. On a dénombré à un moment donné seize tornades touchant le sol en même temps[14].

À 18:54, un radar météorologique Doppler mobile détecta des vents de 484 km/h +/- 32 km/h à une hauteur de 32 mètres au-dessus du sol dans la tornade F5 qui frappa Moore en banlieue de Oklahoma City durant les tornades de l'Oklahoma du 3 mai 1999[15],[16]. Il s'agit du record de vents mesurés dans une tornade. Cependant, les vents au sol ont pu être plus faibles à cause de la friction, mais aucun anémomètre ne se trouvait sur son passage pour le confirmer.

Les forts courants ascendants et les vents jusqu'à plus de 240 km/h dans la tornade peuvent soulever et projeter les débris à grande distance: une tornade à Great Bend, Kansas, le 15 novembre 1915, détient le record. Elle a généré une pluie de débris à 130 km de la ville. Un sac de farine a été retrouvé à 177 km de celle-ci et un chèque de la banque Great Bend fut découvert à 491 km de là[17].

Précautions à prendre en cas de tornades [modifier]

Aux États-Unis, le Storm Prediction Center est en charge de faire la prévision du potentiel d'orages violents et il émet des veilles météorologiques pour prévenir les régions menacées à se tenir prêtes à réagir. Les bureaux locaux du National Weather Service vont, quant à eux, émettre des alertes météorologiques afin d'avertir les localités de l'arrivée d'orages tornadiques. Les autorités prennent alors les mesures nécessaires comme déclencher des sirènes dans les zones menacées, passer des messages d'alerte à la radio et à la télévision, ouvrir des refuges (voir alerte aux populations). Dans les régions comme le "Tornado Alley", une bonne partie de la population a fait construire des abris souterrains pour cette éventualité puisque les sous-sols sont peu fréquents dans cette région.

Toutes ces mesures ont grandement restreint le nombre de décès aux États-Unis. D'autres pays ont des systèmes plus ou moins développés et le nombre de pertes humaines peut donc varier selon les ressources disponibles. Ainsi le nombre de morts au Bangladesh, 179 contre 150 aux États-Unis, est en grande partie une conséquence de l'importante densité de la population, du type de construction plus précaire, du manque de connaissance du phénomène et d'un système d'alertes non développé[7],[8].

Selon différents guides de protection, il faut prendre les précautions suivantes lorsqu'une tornade est annoncée ou repérée[18].

  • Si l'on est chez soi :
Si l'on dispose d'un sous-sol, se rendre à cet endroit, et se protéger la tête et la figure. Sinon, se diriger vers la partie centrale et au rez-de-chaussée. Une penderie ou une salle de bain offrent en général un bon abri. Se protéger toujours la tête et la poitrine contre les objets qui peuvent se déplacer dans les airs.
  • Si l'on se trouve dans un immeuble construit en hauteur :
Ne pas utiliser l'ascenseur. Se diriger vers le centre de l'immeuble, vers la cage d'escalier ou vers une salle de bain. Suivre les directives des services de sécurité de l'immeuble ou des autorités.
  • Si l'on est dans un véhicule :
S'arrêter, sortir du véhicule et s'éloigner du couloir de la tornade en se déplaçant perpendiculairement à ce dernier. Se coucher dans une cavité ou un fossé, et se couvrir la tête et la poitrine. Ne jamais tenter de prendre une tornade de vitesse, ni d'aller dans le sens inverse au couloir. Une tornade peut repasser plusieurs fois au même endroit.
  • Ne pas rester dans une maison mobile... sortir et trouver un abri ailleurs (considérer un véhicule comme une maison mobile).
  • Ne pas essayer de contourner la tornade à bord de son véhicule ou à pied.
  • Ne pas ouvrir les fenêtres. Ne pas rester dans une pièce vaste et ouverte ni dans un endroit où il y a beaucoup de fenêtres.

Explication du phénomène [modifier]

Anatomie d'un orage violent [modifier]

Article détaillé : orage.

Conditions de formation [modifier]

300px-Tornade002.jpg
magnify-clip.png
Photographie d'une tornade dont on distingue le cumulonimbus

Trois éléments sont nécessaires à la formation d'une tornade :

  • Un cisaillement des vents dans les premiers kilomètres de l'atmosphère
  • Un courant ascendant important, causé par la poussée d'Archimède dans une masse d'air instable.
  • Une configuration des vents de surface qui puisse servir à concentrer la rotation verticale.

Un quatrième élément est utile mais pas toujours présent:

  • Un courant descendant dans la précipitation.

Thermodynamique [modifier]

Les orages violents se forment dans une masse d'air instable où il y a disponibilité de beaucoup de chaleur et d'humidité à bas niveau et de l'air plus sec et froid en altitude. Une parcelle d'air qu'on soulève diminue de température (T) et de pression (P) avec l'altitude selon la loi des gaz parfaits (PV = nRT). Dans une atmosphère instable, elle atteint un niveau où elle devient plus chaude que l'air environnant: le « niveau de convection libre » (NCL). Elle subit alors la poussée d'Archimède et s'élève librement jusqu'à ce que sa température soit de nouveau en équilibre avec la température environnante. Ce mouvement ascendant, que l'on appelle la convection libre, est un processus libérateur d'énergie, et l'énergie potentielle (Énergie Potentielle de Convection Disponible) emmagasinée dans l'atmosphère instable se transforme en énergie cinétique de déplacement.

300px-LCL-NCA.png
magnify-clip.png
Diagramme thermodynamique qui montre que T soulevé adiabatiquement à rapport de mélange constant nous permet de trouver le NCA

Quand la parcelle s'élève, elle se refroidit jusqu'à son point de rosée, à un niveau appelé « niveau de condensation par ascension » (NCA) et la vapeur d'eau qu'elle contient commence à se condenser. Ce niveau peut être atteint avant ou après le NCL. La condensation libère une certaine quantité de chaleur, la chaleur latente, fournie à l'eau au moment de son évaporation. Il en résulte une diminution notable du taux de refroidissement de la masse d'air ascendante, ce qui augmente la poussée d'Archimède en augmentant la différence de température entre la parcelle et l'environnement.

Quelques remarques :

  • La base du nuage convectif se situera au NCA alors que son sommet sera au niveau d'équilibre.
  • L'énergie disponible est d'autant plus forte que le contraste entre les valeurs de température et d'humidité de surface et celles d'altitude est grand: il est par conséquent probable que le nombre d'orages violents augmente avec le réchauffement climatique mais pas nécessairement de façon générale. En effet, l'air des tropiques est très chaud et humide mais il n'y a pas d'orages continuels sur ces régions car c'est toute la colonne d'air qui est chaude et humide. L'instabilité n'y est donc pas aussi grande qu'on pourrait le penser. Le réchauffement planétaire pourrait surtout causer une augmentation des orages violents dans les régions nordiques.

Bouchon [modifier]

Une atmosphère instable comporte souvent une zone d'inversion de température, c'est-à-dire une mince couche d'air où la température augmente avec l'altitude qui inhibe temporairement la convection. Une parcelle d'air s'élevant à travers cette couche sera plus froide que l'air qui l'entoure et aura tendance à être repoussée vers le bas. L'inversion est donc très stable, elle empêche tout mouvement ascendant et rétablit l'équilibre.

Au cours de la journée, lorsque le sol est chauffé par le soleil, l'air emprisonné sous cette inversion se réchauffe encore plus et peut également devenir plus humide du fait de l'évaporation. Si la zone d'inversion est localement érodée par des mélanges avec la couche inférieure ou si des phénomènes à grande échelle la soulèvent en bloc, la couche de surface devenue très instable jaillit violemment à certains endroits. L'air à la surface du sol s'écoule alors horizontalement vers ces points d'éruption et forme de hauts nuages d'orage.

Déclencheurs dynamiques [modifier]

Article détaillé : Prévision des orages violents.

Même en présence de facteurs thermodynamiques favorables, un courant ascendant n'apparaît que si l'air instable au voisinage du sol est poussé jusqu'à la convection libre. Dans le cas d'une masse d'air uniforme et sans mouvement, le réchauffement seul peut suffire, mais en général, il existe des déclencheurs qui vont permettre de concentrer l'activité orageuse:

  • Une inversion locale peut s'atténuer ou même disparaître complètement si un courant-jet d'altitude passe dans le secteur car à l'intérieur du courant-jet, des vents particulièrement intenses, soufflant à plusieurs centaines de kilomètres par heure, se déplacent dans le sens du courant en refoulant vers le bas l'air devant eux et en aspirant vers le haut l'air derrière eux. Ce phénomène d'aspiration ascendante, s'il est suffisamment fort, peut dissiper une inversion et favoriser la formation d'orages ou l'intensification des orages en cours.
  • La même chose peut se produire avec un courant-jet de bas niveau mais dans ce cas, il s'agit de convergence de masse à gauche du jet qui force l'air empilé à monter comme un pot que l'on presse à sa base.
  • Des effets locaux comme l'ascension forcée de l'air le long d'une pente par des phénomènes météorologiques à grande échelle ou des brises de mer qui amènent de l'air humide vers une zone instable.
  • Le passage d'un front froid, où de l'air froid et dense s'avance dans une région plus chaude, se frayant un chemin sous l'air chaud en le soulevant.

En général, on repère les zones d'orages violents en analysant le potentiel thermodynamique de la masse d'air et la position où l'on obtient le maximum de déclencheurs dynamiques.

Création de la tornade [modifier]

Un orage violent fournit le courant ascendant intense et durable qui donne naissance à une tornade et qui évite que le cœur à basse pression ne se remplisse par le haut. Quand on observe le sommet d'un orage de ce type par satellite, on remarque généralement une suite caractéristique de « bulles » ascendantes, constituées de nuages qui s'élèvent entre deux et quatre kilomètres au-dessus du niveau supérieur du nuage principal avant de retomber dans la masse nuageuse. Ces bulles dénotent la présence, dans l'orage, d'un courant ascendant intense et très structuré. Cependant, une tornade ne se forme que si l'air du courant ascendant se met à tourner : c'est ce qui arrive quand ce courant ascendant concentre le mouvement de rotation des vents horizontaux de la troposphère.

Rotation horizontale [modifier]

Rotation horizontale.png
magnify-clip.png

Tous les vents ne font pas l'affaire. Ils doivent être soumis à un cisaillement vertical très fort en direction et en intensité. La vitesse du vent doit augmenter avec l'altitude et son orientation doit virer du sud-est vers l'ouest. Le cisaillement vertical du champ de vitesses du vent provoque un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal.

Pour comprendre pourquoi, il suffit d'imaginer une roue à palettes, d'axe horizontal, placée dans un champ de vent soufflant de gauche à droite. Si le vent qui frappe le haut de la roue est plus fort que celui qui souffle sur le bas, la roue se met à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. De la même manière, une masse d'air placée dans un champ de vent soumis à un cisaillement est animée d'un mouvement de rotation car le haut de la masse d'air se déplace plus vite que le bas.

Basculement de la rotation [modifier]

250px-Vortex_courant-ascendant.PNG
magnify-clip.png
Basculement du vortex par le courant ascendant. (Source: NOAA)

Quand les vents entrent en interaction avec un fort courant ascendant, cette rotation autour d'un axe horizontal peut basculer et devenir une rotation autour d'un axe vertical. Le cisaillement de la direction du vent est ainsi une cause directe de la rotation verticale ; les vents qui tournent du sud-est vers l'ouest engendrent une circulation cyclonique (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) de l'air qui s'engouffre à la base du courant ascendant de la dépression.

Naissance [modifier]

300px-Coupe_Supercellule.PNG
magnify-clip.png
Structure d'un orage supercellulaire avec les mouvements de l'air par les flèches noires, incluant la très large circulation de mésocyclone en rouge et sous celle-ci la tornade de beaucoup plus faible diamètre. On remarque également la présence d'un nuage-mur, ou mur de nuages, sous l'orage, associé avec le courant ascendant

D'après les modèles usuels, la naissance d'une tornade à partir d'un violent orage se fait en deux étapes :

  • Le courant ascendant de l'orage se met d'abord à tourner. Le basculement de l'axe de rotation semble être le mécanisme principal intervenant à ce stade. La colonne d'air ascendante et en rotation, qui a un diamètre de 10 à 20 kilomètres, constitue le mésocyclone (si, par la suite, il engendre une tornade, ce qui n'est généralement pas le cas, on l'appellera un vortex tornadique). Les observations par radar Doppler ont montré que le mouvement de rotation commence dans la troposphère moyenne, à des altitudes comprises entre quatre et huit kilomètres.
  • Ce courant tournant se propage ensuite vers le sol par un effet de « tube dynamique ». Le long de la colonne en rotation, le champ de pression est en équilibre avec le champ de vents où la circulation est fortement incurvée. En effet, la force dirigée vers l'intérieur, qui s'exerce sur l'air du fait de la faible pression qui règne au centre de la colonne, est équilibrée par la rotation de l'air autour du centre de la colonne.

Dans ces conditions d'équilibre cyclonique, l'air circule facilement, autour et le long de l'axe du cyclone, mais il ne peut pratiquement pas s'en éloigner ou s'en approcher. Alors qu'auparavant une partie de l'air entrait dans la colonne ascendante à l'altitude des couches moyennes, maintenant, la presque totalité de l'air s'engouffre à la base du tuba. Le cyclone se comporte comme un tube dynamique. Tout se passe comme dans le tuyau d'un aspirateur, hormis le fait que l'air n'est pas canalisé par les parois d'un tuyau mais par son propre mouvement tourbillonnaire. Il en résulte une intensification du courant ascendant et, par conséquent, un renforcement des vents qui convergent sous le cyclone. Du fait du cisaillement de la direction du vent, l'air qui s'engouffre dans le courant ascendant s'élève en tournant autour du centre de la colonne.

Concentration [modifier]

D'après une loi fondamentale de la physique, le moment cinétique d'une masse d'air par rapport à son axe de rotation vertical est conservé. Ce moment cinétique est égal au produit de la quantité de mouvement (la masse multipliée par la vitesse) par la distance à l'axe. Par conséquent, à mesure que sa distance au centre diminue, la vitesse de la masse d'air augmente. Elle se met donc à tourner plus vite de même qu'en patinage artistique, la danseuse tourne plus vite quand elle ramène les bras le long du corps.

Donc, à la base du tube dynamique, la vitesse de rotation augmente ; cela provoque un allongement du tube vers le bas, par propagation du mouvement tourbillonnaire plus intense. Les masses d'air qui entrent à la base du tube tournent et montent en gagnant de la vitesse. Elles sont ainsi étirées verticalement. Cet étirement ramène le diamètre du mésocyclone à environ deux à six kilomètres, ce qui renforce encore la vitesse des vents : le moment cinétique de l'air, qui tourne maintenant à une distance plus faible de l'axe, est conservé.

300px-Tornado1884.jpg
magnify-clip.png
La plus ancienne photographie de tornade, prise le 28 août 1884 à Howard dans le Dakota du Sud

Le basculement, l'effet de tube dynamique, la convergence et l'étirement vertical sont des processus qui s'entraînent mutuellement et qui peuvent, par la suite, former un mésocyclone dont le pied est à une altitude d'un kilomètre et le haut presque au sommet de l'orage à environ 15 kilomètres. Les vents de surface soufflent à des vitesses atteignant parfois 120 kilomètres à l'heure dans toute la région située sous la colonne tourbillonnante. La rotation dans le mésocyclone est cependant encore trop diffuse et trop éloignée du sol pour engendrer des vents de surface très violents.

C'est lors de la seconde étape que de tels vents apparaissent et qu'un violent orage donne naissance à une tornade quand se forme l'œil de la tornade. Pour des raisons expliquées dans la section modélisation ci-dessous, une zone de convergence et d'étirement renforcés, d'un diamètre n'excédant pas un kilomètre, et un peu excentrée, se forme à l'intérieur du mésocyclone. Des observations par radar Doppler suggèrent ici encore que l'intensification de la rotation commence en altitude, à plusieurs kilomètres au-dessus du sol, puis se propage très rapidement vers le bas. Sur une si petite zone, le mouvement de rotation est assez fort pour que le tuba descende jusqu'à quelques dizaines de mètres du sol. Tout près du sol, les frottements empêchent l'établissement de l'équilibre cyclonique car ils ralentissent le mouvement de rotation.

Le gradient de pression entre le cœur de la tornade et l'atmosphère environnante aspire l'air à l'intérieur de celle-ci, à travers une fine couche d'air proche du sol. Du fait de l'inertie, le courant entrant va plus loin que son rayon d'équilibre, tout en conservant son moment cinétique et en gagnant de la vitesse quand il s'approche du centre du cœur, avant de se mettre à tourner brutalement et à monter en spirale. Par conséquent, les vents les plus violents soufflent dans une petite région en forme d'anneau à la base du vortex. Les frottements avec le sol limitent finalement la vitesse de l'air entrant à la base et empêchent donc la tornade de se remplir par le bas ce qui contribue à maintenir la dépression qui règne à l'intérieur.

Caractéristiques observationnelles d'une tornade [modifier]

200px-Dimmit_Sequence.jpg
magnify-clip.png
Séquence montrant la naissance d'une tornade: en haut nuage en rotation, au milieu formation de l'entonnoir et en bas la tornade touchant le sol près de Dimmitt, Texas. Il s'agit une des tornades violentes les mieux documentées par le projet VORTEX.

Un orage qui produit une tornade dure en général deux à trois heures et donne le plus souvent naissance à une seule tornade dont la durée de vie est relativement courte. La majeure partie de la durée de vie de l'orage est constituée des phases d'organisation et de dissipation. La période de maturité, au cours de laquelle l'orage est susceptible de provoquer une tornade, ne dure parfois que quelques dizaines de minutes. Au cours de cette phase, l'orage se déplace et emporte avec lui une masse sans cesse renouvelée d'air humide et instable. Dans les cas les plus violents, le courant ascendant et le tourbillon à tornades qui l'accompagne atteignent un état stationnaire, et l'orage devient alors une « supercellule ». Dans certaines supercellules, l'intensité du mésocyclone croît et décroît rapidement, ce qui engendre une série de tornades. On a ainsi observé des « familles » de tornades comprenant jusqu'à huit membres disséminés sur une distance de 200 à 300 kilomètres.

À de plus rares occasions, le tourbillon reste actif pendant plusieurs heures et ne donne qu'une seule et longue tornade qui sème la désolation sur son passage. La tornade la plus destructrice que l'on ait jamais enregistrée est la « tornade des Trois États » du 18 mars 1925, qui provoqua la mort de 689 personnes, fit 1980 blessés et 11 000 sans-abris[1]. Elle parcourut 352 kilomètres, du sud-est du Missouri au sud-ouest de l'Indiana, en passant par l'Illinois, à une vitesse oscillant entre 85 et 100 km/h.

Entonnoirs uniques et multiples [modifier]

Les vortex des tornades ont des tailles et des formes très variées. Il est délicat de tirer des conclusions sur la dynamique du cœur du vortex à partir des observations du tuba car l'aspect de celui-ci dépend non seulement de la structure du cœur, mais aussi du degré d'humidité de l'air, des propriétés du sol et d'autres facteurs, et il peut même changer au cours de la vie de la tornade. On peut néanmoins énoncer quelques propriétés générales.

Les tornades classées « faibles » selon l'échelle mise au point par Tetsuya Théodore Fujita de l'Université de Chicago (F0 et F1 avec la vitesse maximale des vents est comprise entre 65 et 180 kilomètres à l'heure) sont associées à un entonnoir nuageux unique non turbulent, souvent en forme de long cône dont le sommet est en bas et la surface lisse. Le tuba n'atteint généralement pas le sol et les vents verticaux les plus rapides soufflent le long de l'axe central. Au contraire, le vortex d'une tornade classée « forte » (pour des vitesses allant de 180 à 330 kilomètres à l'heure) est généralement turbulent et le nuage du tuba - une large colonne qui descend presque toujours jusqu'au sol - est tumultueux et bouillonnant. Dans ces tornades, les vitesses verticales les plus élevées sont atteintes dans l'anneau entourant l'axe central ; elles sont plus faibles sur l'axe central lui-même et peuvent même s'y inverser créant ainsi un courant descendant. Il existe bien évidemment des formes intermédiaires entre ces deux types de vortex.

La plupart des tornades classées « violentes » (plus de 330 kilomètres à l'heure) ont un aspect très différent : l'« œil » central est clair et calme et il est entouré de deux ou plusieurs vortex secondaires. L'air qui descend dans l'œil sans tourbillonner, est aspiré du haut par la pression extrêmement basse qui règne au niveau du sol ; l'œil est clair car les gouttelettes d'eau de l'air s'évaporent quand celui-ci descend et se réchauffe. Au sol, le courant intérieur rencontre le courant primaire venant de l'extérieur du cœur du vortex. Le courant résultant remonte et crée des vortex secondaires dans un anneau cylindrique autour du courant descendant central. Les vortex secondaires tournent à la fois très vite autour de leur axe hélicoïdal et autour de l'axe de la tornade. Il semble que les vents les plus rapides à la surface de la Terre, qui approchent 480 kilomètres à l'heure, soufflent à la base de ces vortex secondaires. La découverte de cette structure à vortex multiples entrelacés, au début des années 1970, est très importante car elle a permis d'expliquer les sillons cycloïdaux compliqués laissés sur le sol par les tornades les plus puissantes.

 

.....Suite De L'article.
Tornades Définition Partie 2/3.


.....Suite De L'article.
Tornades Définition Partie 3/3.



Plus De Météo,De Vidéos Spectaculaires,De Photos,
De prévisions météo,.....



Vidéos,Photos de Vagues Géantes,Scélérates.

Vidéos,Photos de Cyclones.


Vidéos,Photos De Gigantesques  Tornades.

Vidéos,Photos  d ' Orages Extrèmes.

Vidéos,Photos  d ' Avalanches Gigantesques.

Vidéos,Photos  de Tempêtes énormes.

Vidéos,Photos  de Tsunamis et de Raz De Marées.

Définitions et Analyses Des Vagues Géantes.

Rubrique Météo avec plein d'articles(+Orages,Tornades,Tsunami,
Vagues Géantes,Avalanches,Tempêtes,.........).



VWPeNAox1B



Repost 0
Published by Ema2100/Web3u2free - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
29 août 2010 7 29 /08 /août /2010 16:35

Définition et Analyses :

Vague scélérate(Vague Géante) :

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

(Redirigé depuis Vagues scélérates)
Vague scélérate vue d’un navire marchand (1940, Golfe de Gascogne, ligne de sonde des 100 brasses).

Les vagues scélérates sont des vagues océaniques très hautes, soudaines, qui étaient considérées comme très rares, même si aujourd’hui on sait qu’elles apparaissent pratiquement au cours de toutes les tempêtes d’une certaine importance.

Jusqu’au début du XXe siècle, les vagues scélérates semblaient appartenir au folklore maritime, à une rumeur légendaire – jusqu’à ce qu’un certain nombre de témoignages de rencontres de ces vagues par de gros navires modernes, ainsi que des mesures océanographiques, ne convainquissent les scientifiques de la réalité et de la fréquence du phénomène.

Sommaire

[masquer]

Caractéristiques [modifier]

Contrairement aux vagues de raz-de-marée (tsunami, en japonais) qui sont des vagues de grande longueur d’onde et qui ne s’élèvent qu’à l’approche des côtes, les vagues scélérates font partie de trains d’ondes de l’état de la mer et ont à peu près la même longueur d’onde que leurs voisines, mais au profil beaucoup plus abrupt que celui des autres vagues. L’état de la mer étant irrégulier, des vagues de grande hauteur sont toujours possibles, mais plus elles sont hautes (par rapport à la hauteur des autres vagues), moins elles sont probables. On parle de vague scélérate pour des hauteurs du creux à la crête de plus de 2,1 fois la hauteur significative des vagues Hs[1]. Les vagues scélérates se forment sans raison évidente. Elles sont souvent décrites comme un mur d’eau qui vient heurter le navire, contrairement aux vagues « normales » qui montent en pente relativement douce, permettant aux navires de passer par dessus. Des vagues scélérates ont été observées dans tous les océans du monde, qu’il y ait ou non des courants importants en surface.

Les vagues scélérates peuvent atteindre des hauteurs crête à creux de plus de 30 mètres et des pressions phénoménales. Ainsi, une vague normale de 3 mètres de haut exerce une pression de 6 tonnes/m2. Une vague de tempête de 10 mètres de haut peut exercer une pression de 12 tonnes/m2. Une vague scélérate de 30 mètres de haut peut exercer une pression allant jusqu’à 100 tonnes/m2. Or, aucun navire n’est conçu pour résister à une telle pression[2].

Il existe aussi le phénomène des « trois sœurs ». Il s’agit de trois vagues scélérates successives, et donc d’autant plus dangereuses, car un bateau qui aurait eu le temps de réagir correctement aux deux premières, n’aurait en aucun cas la possibilité de se remettre dans une position favorable pour la troisième.

Schéma de proportion des vagues scélérates

Théories explicatives [modifier]

Il convient d’abord de distinguer les grandes vagues des vagues scélérates. Les plus grandes vagues observées sont généralement présentes dans un état de mer déjà fort, soit dans de fortes tempêtes, soit dans des zones de courants contraires, comme dans la zone du courant des Aiguilles[2], le long de la côte est de l’Afrique du Sud. Dans ce cas, il s’agit d’un simple phénomène de réfraction qui augmente la hauteur significative Hs, sans que nécessairement cela donne des vagues de hauteur H supérieure à 2,1 Hs.

Les observations indiquent que ce seuil de 2,1 Hs est atteint beaucoup plus souvent que ce que prévoit la théorie linéaire de la propagation des vagues. Pour des vagues en canal à houle, se propageant dans une seule dimension il peut y avoir 100 fois plus de vagues scélérates que ce que prévoit la théorie linéaire. La fréquence d’apparition des vagues scélérates est donc nécessairement liée au caractère non-linéaire des vagues, connu depuis le XIXe siècle, mais avec des conséquences qui sont encore incomprises. Ainsi, dans un train de houle, la vague scélérate apparaît en empruntant l’énergie contenue dans ses voisines, avant de la leur rendre en disparaissant ou de la perdre en déferlant. On parle de modulation d’amplitude.
Ces vagues sont prévues comme solutions particulières d’équations non linéaires, telles que l’équation de l’onde de Boussinesq[3] ou l’équation de Korteweg et de Vries par exemple. Mathématiquement, elles correspondent au soliton, c’est-à-dire des vagues à forme singulière qui se propagent sans que leur forme ne change. Cette évolution non-linéaire est bien vérifiée dans un canal à houle pour des vagues se propageant dans une seule direction[4]. Mais la complexité de telles équations rend difficile la résolution dans le cas à deux dimensions.

Dans le cas de propagation de vagues dans des directions différentes, il semblerait que certaines circonstances encore mal définies puissent provoquer non pas la diminution, mais l’accumulation des ondes de houle, provoquant une vague scélérate.

Détection [modifier]

La mesure des vagues est, depuis les années 1990, faite avec des lasers, radars ou bouées, qui mesurent l’élévation de la surface en un point[5]. De telles mesures sur la plate-forme Draupner, en mer du Nord, ont fourni les premières preuves irréfutables de l’existence des vagues scélérates. Alors que la détection des vagues scélérates par satellite est encore hors de portée en 2009, plusieurs travaux utilisant des radars de navigation embarqués sur des navires essayent de reconstruire la forme de la surface à partir du fouillis de mer[6] pour, entre autres, détecter des vagues scélérates avant que le navire ne les rencontre. Ces développements n’en sont encore qu’à leurs balbutiements.

Accidents notables [modifier]

Plusieurs observations et accidents l'attestent :

Les falaises de Douvres
  • février 1995: Le Queen Elizabeth 2 affronte une vague de 30 m dans l’Atlantique Nord. Son commandant, le capitaine Warwick, vit arriver :« ...un mur d'eau solide de 30 mètres de haut ! J'ai eu le sentiment de faire route droit sur les falaises de Douvres »[8],[2].
  • février 2001: Le Bremen et le Caledonian Star, reçoivent trois vagues de 30 m dans le Pacifique Sud[2].
  • avril 2005. L'Aube Norvegian rencontre une vague de 21 m au large de la Caroline du Sud.
  • 24 mai 2006: Le Pont-Aven, rencontre une vague d’une hauteur d’environ 20 m au large d’Ouessant.
  • 3 mars 2010: Le MV Louis Majesty, au large de la Catalogne, subit trois vagues de grande hauteur (plus de 8 m) : les vitres du salon passagers explosent, il y a deux morts et un blessé grave[9].

Entre 1973 et 1994, on estime que vingt-deux cargos ont coulé suite à leur rencontre avec des vagues scélérates.[10]

Conséquences sur la structure des navires [modifier]

La réalité des vagues scélérates est maintenant parfaitement démontrée et documentée, et peut avoir des conséquences sur la sécurité maritime et la conception des grands navires marchands, notamment les minéraliers et les vraquiers qui ne sont pas conçus pour résister à des impacts hauts au-dessus de la ligne de flottaison, et qui coulent en quelques minutes.

Si un tanker (ou tout bateau long) rencontre une telle vague de face (ou par l’arrière), cela pose deux problèmes :

  • La masse de l’eau en mouvement représente une énergie au moins double par rapport aux vagues habituelles, qui va percuter le bateau par sa proue (par exemple). Il n’est pas rare qu’une vague scélérate ait une hauteur au moins égale à celle du château.
  • L’effet cumulé de la hauteur exceptionnelle des vagues et de la longueur d’onde peut littéralement soulever le bateau par les deux extrémités. La partie centrale du bateau se retrouve alors dans le vide, ou tout au moins se retrouve moins portée par l’eau, et est donc soumise à des contraintes énormes (surtout si les soutes sont pleines) qui peuvent casser le bateau en deux.

Si la vague frappe le bateau par le côté, elle peut le faire chavirer.

Notes et références [modifier]

  1. Certains auteurs utilisent un seuil à 2 fois au lieu de 2,1.
  2. a, b, c et d (en) Chris Hall, « Freak Waves », dans Beacon, no 185, juin 2005 [[pdf] texte intégral [archive]].
  3. Joseph Boussinesq, « Théorie de l'intumescence liquide, appelée onde solitaire ou de translation, se propageant dans un canal rectangulaire », dans Comptes rendus de l'Académie des sciences, vol. 72, 1871, p. 755–759 [texte intégral [archive]]
  4. (en)On the extreme statistics of long-crested deep water waves: Theory and experiments, Mori, N., M. Onorato, P. A. E. M. Janssen , et al., 2007, J. Geophys. Res. 112 (C9): C09011.
  5. (en)Haver S (5 August 2003). Freak wave event at Draupner jacket January 1 1995. [archive] (PDF)
  6. (en)Sea Surface Elevation Maps Obtained with a Nautical X-Band Radar – Examples from WaMoS II Stations [pdf] [archive], Hessner, K., et K. Reichert, 2007: 10th International workshop on wave hindcasting and forecasting, North Shore, Oahu, Hawaii, 11-16 novembre 2007.
  7. (en)Site de K. Dysthe et H. Krogstad, H. Socquet-Juglard et K. Trulsen, chercheurs norvégiens [archive].
  8. Anne Debroise, Les vagues scélérates in Science et Vie N°1047, décembre 2004, p. 98
  9. http://lci.tf1.fr/monde/europe/2010-03/l-aventure-du-mv-louis-majesty-5757120.html [archive]
  10. Anne Debroise, Les vagues scélérates in Science et Vie N°1047, décembre 2004, pp.102-103

Voir aussi [modifier]

Articles connexes [modifier]

Bibliographie [modifier]

  • (en) Christian Kharif, Efim Pelinovsky et Alexey Slunyaev, Rogue waves in the ocean, Springer, Berlin, 2009, 216 p.  (ISBN 978-3-540-88418-7)
  • (en) Efim Pelinovsky et Christian Kharif (dir.), Extreme ocean waves, Springer, Londres, Dordrecht, 2008, 196 p.  (ISBN 978-1-402-08313-6)
  • (fr) Julien Touboul, Étude de l’interaction entre le vent et les vagues scélérates, Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre, Université d’Aix-Marseille, Marseille, 2007, 168 p.  (thèse de doctorat de Systèmes Complexes)
  • (en) Hervé Socquet-Juglard, Spectral Evolution and probability distributions of surface ocean gravity waves and extreme waves, Institut de Mathématiques Appliquées, Université de Bergen, Norvège, 2005, 111 p.  (thèse de doctorat)
  • (fr) Anne Debroise, Les vagues scélérates in Science et Vie N°1047, décembre 2004, pp.98-103
  • (fr) Mathilde Fontez, Vagues scélérates in Science et Vie N°1089, juin 2008, pp.76-90

Liens externes [modifier]

Sur les autres projets Wikimedia :

Repost 0
Published by Ema2100/Web3u2free - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
29 juin 2010 2 29 /06 /juin /2010 20:25

Tornade :
Un article libre de l'encyclopédie libre Wikipédia.

Tornade Suite,Deuxième Partie :

Électromagnetisme, foudre et autres effets [modifier]

Une tornade et de la foudre dans les Keys de Floride

Les tornades émettent des ondes électromagnétiques dans le spectre radio et un champ électrique mais le mécanisme est encore peu connu[19],[20],[21]. On observe également une corrélation entre les tendances de production de foudre par l’orage. Il n'y a pas plus d’éclairs dans une orage tornadique, parfois il n’y en a aucun, mais les chercheurs ont noté que les éclairs nuage vers sol diminuent souvent en nombre quand la tornade atteint le sol et augmente quand le tuba le quitte. Ils ont également noté un nombre anormalement grand de coups de foudre positif en augmentation[22]. Ces effets électromagnétiques et de foudre n'ont rien à voir avec les causes de la formation des tornades mais seraient plutôt reliés à l'environnement orageux et ses variations lorsque la tornade se produit.

Des couleurs et luminosités particulières ont souvent été mentionnés par les témoins mais sont probablement dues au passage de passage de sources de lumière extérieures à travers l'orage : éclairage de rue, explosion d'un transformateur électrique, etc.; car aucun source interne n'a jamais été identifiée.

Finalement, les tornades sont associées avec des changements de température, d’humidité et de pression atmosphérique. Par exemple, lors d’une tornade à Manchester au Dakota du sud le 24 juin 2003, une sonde placée dans la trajectoire a noté une diminution de pression de 100 hPa. La pression est descendue d’abord très graduellement à l'approche du vortex mais soudainement à son passage, alors que la pression minimale a atteint 850 hPa, puis aussi soudainement elle est remontée. La baisse de température et la hausse de l’humidité ont été tout aussi importantes et soudaines[23].

Analyse radar des tornades [modifier]

Images des échos radar montrant une coupe horizontale d'un orage tornadique. La zone en forme de crochet est celle où le vortex se situe (Hook echo en anglais), juste à gauche du secteur où il n'y a pas de précipitations (site du courant ascendant). (Source NOAA)
L'algorithme automatique a repéré un mésocyclone dans ces données Doppler : carré violet montrant un doublet de rotation (vert-jaune) de moins de 10 km de rayon (Source: Environnement Canada).

En 1953, Donald Staggs, un ingénieur en électricité travaillant pour le Illinois State Water Survey, est le premier à noter sur les sorties de réflectivité un écho en crochet typique associé à un orage tornadique[24]. Avec un plus grand nombre d'angles sondés, afin d'obtenir une représentation à trois dimensions de l'orage, on a remarqué qu'à l'endroit de faire intensité à l'avant du crochet, on a une voûte d'échos faibles qui s'étend en altitude. Cette dernière correspond à l'emplacement du fort courant ascendant dans l'orage. Jusqu'à l'apparition des radars météorologiques Doppler, ces deux indices étaient les seuls que les météorologues pouvaient utiliser pour repérer les cellules orageuses pouvant produire une tornade.

En 1971, les premières mesures Doppler ont confirmé que les vents d'une structure «en crochet» tournent à une vitesse de 80 kilomètres à l'heure ou plus. Cette circulation apparaît à environ 5 000 mètres d'altitude ; puis elle engendre une rotation à plus basse altitude, qui précède toute tornade intense. C'est ce qu'on appelle un mésocyclone.

En 1973, dans l'Oklahoma, on a observé une petite anomalie dans la distribution des vitesses d'un orage au même instant et au même endroit que l'apparition d'une violente tornade. Le radar n'avait pas la résolution suffisante pour montrer la tornade, mais il a décelé les brusques changements de direction des vents et des signes précurseurs dans les nuages. Un tel tourbillon apparaît à 300 mètres d'altitude environ, 10 à 20 minutes avant de rejoindre le sol. Il s'étire alors vers le haut et vers le bas, et atteint parfois 10 000 mètres de haut.

Notons qu'un radar météorologique opérationnel ne verra jamais la tornade proprement dite, à moins qu'elle ne soit juste à côté du dôme, car sa résolution est de l'ordre du kilomètre alors qu'une tornade a un diamètre de l'ordre de un à 100 m en général. On peut cependant s'appuyer sur cette signature mésocyclonique quand le taux de rotation est très fort (différence de plus de 70 nœuds entre les vitesses entrant vers le radar et sortantes dans la zone de rotation) pour avertir les populations menacées et leur conseiller de se mettre en lieu sûr (cave ou pièce protégée). On ne la décèle que sur des distances inférieures à 100 kilomètres (voir radar météorologique). Au-delà de cette distance, la détection de mésocyclones plus faibles peut être utilisée pour déclencher une alerte météo mais leur détection est hasardeuse car le faisceau radar balaie seulement des niveaux plus élevés de l'atmosphère. En 1991, à l'aide d'un radar Doppler portable, on a décelé des vents de tornade qui soufflait à plus de 400 kilomètres à l'heure à proximité d'une puissante tornade. Bien que très élevées, ces vitesses sont loin des 750 à 800 kilomètres à l'heure qu'on proposait il y a 40 ans pour expliquer des observations incroyables, comme la découverte de morceaux de paille plantés dans des arbres (on suppose aujourd'hui que le vent ouvre les fibres du bois qui se referment ensuite en piégeant la paille).

Si un seul radar Doppler suffit à la prévention, l'étude des phénomènes nécessite un deuxième appareil Doppler, disposé à environ 50 kilomètres et présentant un autre angle de vue: on mesure alors la vitesse de la pluie dans deux directions différentes. En utilisant des équations de conservation de la masse de l'air et en évaluant la vitesse relative de la pluie par rapport à l'air en mouvement, les météorologues reconstruisent dans l'espace le champ de vitesses du vent et calculent des paramètres tels que la distribution des tourbillons à l'intérieur de l'orage. Ces études ont confirmé qu'une tornade naît sur le flanc de la colonne ascendante, à côté d'un courant descendant, et que l'air qui circule dans un mésocyclone s'enroule autour de la direction de son déplacement.

Modélisation [modifier]

Le phénomène est aussi vieux que le monde, mais le mot « tornade » n’entre en français qu’en 1842 depuis l’anglais. Il provient en fait de l’espagnol où il apparaît en 1663 (selon le Petit Robert). Comme ce phénomène météorologique est peu connu en Europe mais est prévalent autour du Texas et de la Floride, il y a fort à parier que l’expression vient des colonies américaines de l’Espagne.

John Winthrop père

Cependant, même lorsque le mot n’est pas encore inventé, des descriptions de ce phénomène existe. Un fidèle adepte de la prise de données météorologiques, le gouverneur britannique John Winthrop (père)[25] , écrit dans ses notes de juillet 1643, qu’un soudain coup de vent dans le nord-est du Massachusetts et sur la côte du New Hampshire déracina des arbres, remplit l’air de poussières, souleva un édifice public de Newbury et tua un amérindien. Même si cette description pourrait être reliée à une rafale descendante ou à une ligne de grain, elle pourrait bien être le premier signalement dans l’histoire d’une tornade.

Plusieurs autres rapports de vents tourbillonnant causant des dommages sont inscrits dans les annales de la Nouvelle-Angleterre jusqu’à ce que le mot « tornade » soit pour la première fois utilisé par le révérend Joseph Emerson à Groton, Massachusetts en 1748[25] : une terrible tornade avec du tonnerre assourdissant.

La population se perd en conjecture à propos de ces « terribles tourbillons ». En juillet 1759, à la suite d’une terrible tornade passant à Leicester, Massachusetts, un descendant du gouverneur Winthrop (John Winthrop (astronome)) écrit :

« Il me semble difficile de trouver une cause adéquate pour ce phénomène, de démontrer comment un petit volume d’air peut être mis en rotation si rapide. Je n’oserais pas m’aventurer à émettre une hypothèse. »

Le 14 août 1773[25], le professeur Samuel Williams est le premier en Amérique à donner non seulement une description mais des données objectives de vents. Il écrit qu’une trombe marine s’est formée sur le fleuve côtier Merrimack, au sud de Salisbury (Massachusetts), et se transforma en tornade en touchant terre. Juste avant son apparition, de violentes rafales de vents venant du sud-ouest soufflèrent sur la région durant 4 minutes avant un changement rapide à l’ouest-nord-ouest. Deux minutes plus tard, le vent devenait calme et le ciel devint très sombre.

Les recherches en météorologie devinrent plus systématiques à partir du XIXe siècle ainsi que les travaux sur l’explication des tornades. Dans les années 1880[26], le Corps des ingénieurs de l’armée américaine, qui était en charge du service météorologique naissant de ce pays, organisa une équipe de 2 000 volontaires pour documenter tous les cas de tornades sur le centre et l’est des États-Unis. On en tira les patrons météorologiques de surface favorables à la génération des orages tornadiques et le Corps essaya de faire les premières prédictions. Ce ne fut pas très concluant et le National Weather Service, qui succéda au Corps, décida de ne pas mentionner jusqu’en 1938 la possibilité de ce phénomène dans ses alertes météo d’orages violents.

Avec la naissance de l’aviation, la recherche des conditions nécessaires à la formation de tornade fut remise à l’ordre du jour dans les années 1920 et 1930. Le développement du radiosondage commença à donner plus d’informations sur la structure verticale de l’atmosphère ce qui permit de reconnaître les facteurs thermodynamiques et les déclencheurs synoptiques d’altitude nécessaires au déclenchement des nuages convectifs.

Robert C. Miller

Toutes les informations ainsi réunies ont été colligées et interprétées par des chercheurs comme A. K. Showalter et J. R. Fulks aux États-Unis. Utilisant ces travaux et leurs propres observations, les officiers météo E. J. Fawbush et R. C. Miller, de la base aérienne Tinker (Tinker Air Force Base) de la US Air Force à Oklahoma City, ont pu prédire pour la première fois avec succès l’occurrence d’une tornade sur la base le 25 mars 1948 en soirée. Ce succès fit boule de neige, Fawbush et Miller reçurent rapidement le mandat de prédire la possibilité de tornades dans tout le centre des États-Unis pour la US Air Force. Ils furent mis en charge trois ans plus tard d’un centre de prévision du temps violent, le Severe Weather Warning Center (SWWC), pour toutes les bases du continent.

Ces résultats se répandant dans la population, le gouvernement créa en mars 1952 un organisme expérimental inter-armes et civil (le Weather Bureau-Army-Navy ou WBAN) pour la prévision des orages violents à la population en général. Le 17, les prévisionnistes de ce centre émirent leur premier bulletin de prévision mentionnant la possibilité de tornade et le 22 mai, le WABN devint officiel sous le nom de Weather Bureau Severe Weather Unit (SWU). Ce centre changera quelques fois de nom pour être maintenant connu comme le Storm Prediction Center.

Durant les années 1950 et 1960, l’analyse des éléments était totalement faite à la main et les nouveaux éléments venant des recherches sur les tornades étaient intégrés de la même façon. Durant les années 1970, les ordinateurs ont commencé à faire leur apparition et des campagnes comme le Tornado Intercept Project ont permis de recueillir des informations in situ sur les tornades grâce à la participation des chasseurs de tornades et de scientifiques.

L'année 1978 marque un progrès important dans la compréhension des mouvements de rotations dans les orages à tornades : Robert Wilhelmson, de l'Université de l'Illinois, et Joseph Klemp, du Centre américain de recherches atmosphériques, ont obtenu dans leurs simulations informatiques des supercellules réalistes qui présentaient des zones de précipitations en forme de crochet. À des temps successifs, en tout point d'un réseau tridimensionnel représentant l'espace, leur programme calculait les variations de température, de vitesse du vent et de changement d'état de l'eau entre ses diverses formes (vapeur, gouttelettes d'un nuage et gouttes de pluie).

Dans ce monde numérique, des supercellules se forment dans un état initial homogène, ce qui réfute l'idée largement répandue selon laquelle les tornades violentes résulteraient de collisions entre masses d'air différentes. En omettant dans les équations la rotation de la Terre, R. Wilhelmson et J. Klemp ont montré que celle-ci n'avait qu'un faible effet dans les premières heures d'existence de l'orage. C'est plutôt la rotation du vent selon un axe vertical qui détermine le sens d'un tourbillon.

Keith Browning avait proposé en 1963 que la variation du vent avec l'altitude dans l'environnement habituel des supercellules engendrait une rotation horizontale, comme démontré antérieurement, et que le courant ascendant changeait l'axe de rotation vers le haut. Dans les années 1980, les simulations confirmaient ce point en montrant comment la colonne ascendante tournait graduellement d'axe pour être verticale à mi-hauteur du nuage, mais cela n'expliquait pas comment elle pouvait se mettre à tourbillonner verticalement très près du sol.

En 1985, les simulations de J. Klemp et de Richard Rotunno ont montré que la rotation à basse altitude dépend du courant descendant de la supercellule, qui contient de l'air refroidi par l'évaporation: quand cette évaporation n'a pas lieu, aucune rotation n'apparaît près du sol. Les simulations ont montré, à la surprise générale, que la rotation de basse altitude est amorcée au nord du mésocyclone, dans la masse d'air légèrement refroidie par la pluie. Alors qu'à mi-hauteur, le courant descendant s'enroule, dans le sens cyclonique, autour de la colonne ascendante, une partie de l'air froid se dirige vers le sud, avec, à sa gauche, l'air chaud pénétrant dans la supercellule et, à sa droite, de l'air encore plus froid.

L'air chaud du courant ascendant soulève le flanc gauche du courant descendant, alors que l'air froid de droite le bascule vers le sol. Ainsi commence un mouvement hélicoïdal de l'air froid autour de son axe de déplacement horizontal (par cisaillement latéral des vents). Comme cet air froid descend en même temps, son axe de rotation est dévié vers le bas comme le courant ascendant l'est vers le haut, ce qui donne une rotation anticyclonique. En 1993, la démonstration fut faite que la rotation de ce courant d'air descendant s'inverse avant qu'il n'atteigne la surface. Une circulation d'air cyclonique peut donc apparaître près du sol. Cet air froid rasant est aspiré dans la partie sud-ouest de la colonne ascendante. À mesure que l'air converge vers cette colonne, la rotation s'accélère de même qu'une patineuse tourne plus vite quand elle ramène les bras le long du corps.

Nous cernons maintenant mieux comment naissent les vents tournants dans le mésocyclone, à moyenne altitude et près du sol mais il nous restait à montrer pourquoi les tornades, qui ont un diamètre beaucoup plus petit, se forment. L'explication la plus simple est qu'elles résultent des frottements sur le sol. Cette explication semble paradoxale, puisque les frottements ralentissent généralement les vents. Toutefois un tel effet est connu dans une tasse de thé que l'on remue. Dans le liquide en rotation, un équilibre s'instaure entre la force centrifuge et la force de pression due à la dépression créée au centre. Au fond de la tasse, le frottement réduit les vitesses, et donc la force centrifuge. Au fond de la tasse, le liquide se déplace alors vers le centre, comme en attestent les feuilles de thé qui se rassemblent sur le fond et au centre de la tasse. Cependant, en raison de cette convergence et de «l'effet patineuse», la rotation du liquide s'accélère : un tourbillon apparaît le long de l'axe de la tasse. Stephen Lewellen, de l'Université de Virginie, en déduit que, dans une tornade, les vents les plus rapides soufflent dans les 300 premiers mètres au-dessus du sol.

Avec les frottements, on explique également la longévité des tourbillons. Une tornade crée un vide partiel en son cœur, car les forces centrifuges empêchent l'air d'y pénétrer. En 1969, l'Australien Bruce Morton a expliqué comment le vide se maintient : des forces d'Archimède intenses empêchent l'air de pénétrer par le haut. Près du sol, le frottement réduit la vitesse tangentielle de l'air, de même que les forces centrifuges, ce qui autorise l'arrivée d'un courant d'air dans le cœur. Cependant le frottement limite également cette alimentation et ne laisse pas passer assez d'air pour remplir le cœur. De cette manière, les tornades s'intensifient et se stabilisent, surtout lorsqu'elles entrent en contact franc avec le sol : l'alimentation se réduit à une mince couche d'air.

La théorie des frottements n'explique toutefois pas pourquoi le tourbillon qui constitue la signature des tornades apparaît en altitude, dans les nuages, et précède parfois de 10 à 20 minutes le contact d'une tornade avec le sol.

Tornades non classiques et autres phénomènes violents [modifier]

Les supercellules et autres orages violents ne sont pas les seuls qui puissent donner des tornades. Des nuages de plus faible intensité tels des cumulus bourgeonnants ou même parfois des cumulus peuvent produire de très faibles tornades de types trombes terrestres et gustnado.

D'autre part, on entend souvent le terme mini-tornade dans les médias. Il ne veut rien dire par lui-même et il est appliqué comme un terme fourre-tout pour désigner un coup de vent qui peut ou non être associé à une tornade. Plusieurs phénomènes énumérés ci-dessous sont souvent décrits comme des mini-tornades au même titre qu'une tornade de faible envergure à cause des dégâts engendrés. Il faut donc réitérer qu'une tornade est associée à un nuage en entonnoir atteignant le sol et qui donne un patron caractéristique de débris. Tout dégât par le vent qui ne peut être relié à ce phénomène ne peut être qualifié de tornade.

Tornades et cyclones tropicaux [modifier]

Bien que les conditions de faible cisaillement des vents dans la verticale ne soient généralement pas favorables à la génération de tornades lorsque les cyclones tropicaux sont en mer, ils en donnent souvent une fois que le système touche terre. En effet, la friction du terrain augmente le cisaillement dans le premier kilomètre ce qui va créer le tourbillon horizontal nécessaire. Le courant ascendant dans les orages du cyclone va faire le reste[27]. De plus, l'air plus sec des niveaux moyens de l'atmosphère aux latitudes plus nordiques peut entrer dans les cumulonimbus et générer une courant descendant qui va accentuer le tourbillon[28],[29].

Le lieu le plus favorable à la formation de ces tornades se situe à une courte distance du point d'entrée sur la terre ferme. Elles se rencontrent surtout à la bordure externe du cyclone, là où la friction exerce le plus fort changement de direction du vent au sol et donc le plus fort cisaillement avec les niveaux supérieurs[30]. On peut même généralement les limiter au quadrant nord à nord-est dans l'hémisphère nord, car c'est dans là que la circulation cyclonique entre sur les terres. Si le cyclone retourne en mer, il peut produire un épisode à chaque réentrée[29].

En général, ces tornades sont d'intensité plus faible que celles venant de supercellules, car le mésocyclone dans ces orages ne peut s'étendre très loin au-dessus du sol. De plus, il a tendance à rester dans un angle plus aigu avec le sol ce qui donne une plus faible composante de rotation verticale au tourbillon[27]. Finalement, il est rare que ces tornades suivent une trajectoire qui les ramènent vers l'océan, à cause de la direction générale des vents, mais il existe certains cas documentés comme celui de l'ouragan Danny en 1997[29].

Trombes terrestres [modifier]

Conditions de formation de faibles tornade de types Gustnado et Trombes terrestres

L'American Meteorological Society définit « trombes terrestres » (par références aux trombes marines) ou landspout (de l'anglais LAND pour terre et SPOUT pour trombe) comme une tornade prenant naissance d'un tourbillon existant dans la couche sous un orage, sans qu'un mésocyclone ne soit présent en altitude[31]. Ces tornades de faible intensité se forment dans une région où le changement des vents selon la verticale ne comportent pas nécessairement un changement de direction ni une différence de vitesse importante. De plus, il n'y a généralement que peu de forçage dynamique: pas de front, de courant-jet, etc.

Lorsqu'une zone de convergence locale crée une faible rotation verticale, cette rotation peut être étirée par le passage d'un cumulonimbus en développement ou d'un gros cumulus bourgeonnant. Ceci donne une rotation intense à très fine échelle appelée miso-échelle (2 km ou moins) sous le nuage. Les trombes terrestres sont de faible intensité (F0 à F2) et se produisent souvent le long de la zone de convergence des brises de mer, des brises de lac ou le long du pied de montagnes[32]. La tornade va avoir l'aspect d'un tube translucide ovale et durera en général moins de 15 minutes.

Elles ont été étudiées en particulier en Floride et au Colorado où ce genre de convergence est commun. On y a remarqué que ces tornades se déplacent le long de la ligne de convergence plutôt qu'avec le vent moyen dans la basse atmosphère. Les trombes terrestres peuvent même se déplacer contre ce vent moyen.

Gustnado [modifier]

Une tornade de front de rafales ou gustnado dans le Wisconsin le 4 octobre 2002

L'American Meteorological Society[33] définit un Gustnado (de l'anglais GUST pour rafale de vent et NADO pour tornado) comme une très faible tornade de courte durée de vie que l'on retrouve le long d'un front de rafales provenant d'un orage mais pas directement connecté à celui-ci. On la voit généralement comme un vortex de débris et de poussières. Le terme pourrait être traduit comme Tornade de rafale ou front de rafales tornadique.

Ce genre de phénomène se produit lorsque les fronts de rafales venant de différentes cellules orageuses se rencontrent sous un cumulus bourgeonnant ou un cumulus. Le gustnado peut même naître à un endroit sans nuage, du moment qu'il y ait un certain mouvement vertical convectif à l'endroit de rencontre des rafales. Ces tornades ne durent que quelques instants et ne causent généralement que peu de dommages. Elles sont apparentées aux tourbillons de poussière.

Rafales descendantes [modifier]

Article détaillé : rafale descendante.

On confond souvent les rafales descendantes et les tornades en raison de l’ampleur des dommages qu’elles engendrent. Les vents qui accompagnent une rafale descendante touchent une région qui peut être limitée ou en corridor comme une tornade, cependant les caractéristiques d’une rafale descendante diffèrent de celles d’une tornade. La rafale descendante se caractérise par le fait que de l’air qui n’est pas en rotation se précipite vers la surface de la terre soufflant les obstacles comme on souffle sur un château de cartes, alors qu’une tornade est formée par de l’air en rotation et en ascension.

Tourbillons [modifier]

Article détaillé : Tourbillon de poussière.

Par ailleurs, le terme tornade est souvent appliqué par abus de langage à divers tourbillons atmosphériques de même échelle, comme les tourbillons de flammes dans les grands incendies et les tourbillons de poussière communs dans les régions désertiques ou semi-arides. Ces phénomènes ne sont associés avec aucun nuage ce qui les distingue des tornades et en plus, les conditions favorables à leur formation diffèrent de celles des tornades.

 

Repost 0
Published by Ema2100/Web3u2free - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
8 avril 2010 4 08 /04 /avril /2010 07:12

Orage :

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Orage (homonymie).
180px-Rolling-thunder-cloud.jpg
magnify-clip.png
Arcus d'orage au-dessus de Enschede (Pays-Bas)
180px-Thunder_lightning_Garajau_Madeira_
magnify-clip.png
Orage, Garajau, Madère

Un orage, de l'ancien français ore qui signifiait vent, est une perturbation atmosphérique d'origine convective associée à un type de nuage particulier : le cumulonimbus. Ce dernier est à forte extension verticale, il engendre des pluies fortes à diluviennes, des décharges électriques de foudre accompagnées de tonnerre. Dans des cas extrêmes, l'orage peut produire des chutes de grêle, des vents très violents et, rarement des tornades.

Sommaire

[masquer]

Mécanisme de formation [modifier]

180px-T%C3%A9phigramme_ex.PNG
magnify-clip.png
Téphigramme qui montre le chemin de la parcelle d'air convective, température versus pression(ligne rouge), par rapport à l'environnement (en noir). La surface en jaune est égale à son EPCD
Article détaillé : Convection.

Comme dans le cas des averses, les orages se forment dans une masse d'air instable lorsqu'il y a une réserve importante de chaleur et d'humidité à bas niveau de la troposphère et d'air plus sec et froid en altitude. Une parcelle d'air plus chaude que l'environnement entre en convection[1]. Tant qu'elle n'est pas saturée, sa température change selon le taux adiabatique sec. À partir de la saturation, la vapeur d'eau contenue dans la parcelle d'air condense selon les lois de la thermodynamique ce qui relâche de la chaleur latente et son changement de température avec la pression est alors celui qu'on appelle le taux pseudo-adiabatique humide. L'accélération ascensionnelle se poursuit jusqu'à ce que la parcelle arrive à un niveau où sa température égale celle de l'air environnant. Ensuite, elle se met à décélérer et le sommet du nuage est atteint quand la particule atteint une vitesse nulle.

L'Énergie Potentielle de Convection Disponible (EPCD) pour ce type de nuages est plus grande que pour une averse et permet de développer des sommets de nuages qui atteindront une plus grande altitude. Ceci est important car les gouttes qui s'élèvent dans le courant ascendant perdent des électrons par collision comme dans un accélérateur de Van de Graff. Un plus haut sommet permet d'atteindre une température inférieure à -20 °C nécessaire pour donner un grand nombre de cristaux de glace. Ces derniers sont de meilleurs producteurs et transporteurs de charge ce qui permet une différence de potentiel suffisante entre la base et le sommet du nuage pour dépasser le seuil de claquage de l'air et donner de la foudre.

L'instabilité potentielle de l'air n'est pas le seul critère, il faut généralement un déclencheur. Par exemple, le passage d'un front froid ou le réchauffement diurne[1]. Un tel déclencheur peut agir à la surface ou en altitude ce qui fait que les orages peuvent se développer près du sol ou être basés aux niveaux moyens de l'atmosphère[1]. Les orages peuvent donc se produire en toute saison pourvu que les conditions soient remplies. Hormis les régions équatoriales, la période la plus active va de la fin du printemps au début de l'automne car c'est à ce moment que l'atmosphère est la plus chaude et humide.

Classification des orages [modifier]

On classe les orages en plusieurs catégories selon l'Énergie Potentielle de Convection Disponible (EPCD) et le cisaillement du vent avec l'altitude[2] :

Orage ordinaire et pulsatif [modifier]

350px-Orage_ordinaire.PNG
magnify-clip.png
Cycle de vie d'un orage unicellulaire.

L'orage unicellulaire est caractérisé par une faible énergie (EPCD de 500 à 1000 J/Kg) avec peu ou pas de changement des vents avec l'altitude[2]. Donc le cycle de vie d’environ 30 à 60 minutes de ces orages est caractérisé par un courant ascendant plus ou moins fort et vertical. Au départ, nous sommes en présence de cumulus mediocris qui fusionnent entre eux. Ils se transforment ensuite en cumulus bourgeonnants (ou cumulus congestus) avec début de précipitations en leur sein. Lorsque des cristaux de glace se forment au sommet du nuage, ces congestus deviennent par définition des cumulonimbus calvus[1]. Apparaissent alors les premiers phénomènes électriques qui caractérisent les orages.

Au stade mature, une enclume se forme au sommet du nuage qui prend alors le nom de cumulonimbus capillatus[1]. Cette enclume est provoquée par l'étalement du nuage suite à l'inversion de température à la tropopause et à la présence de forts vents à cette altitude. Cependant, le cœur de précipitations dans le nuage, qui se trouve à une grande altitude, commence à être trop pesant pour que le courant ascendant puisse le soutenir. La pluie mêlée de petits grêlons commence alors à redescendre vers le sol, ce qui provoquera bientôt la dissipation.

En effet, cette précipitation descend dans le courant ascendant et s'évapore partiellement en refroidissant l'air qui l'entoure. Ce dernier devient alors plus froid que l'environnement, et par poussée négative d'Archimède, accélère vers le sol. Graduellement le courant descendant s'intensifie et supplante le courant ascendant. Après la pluie, l'orage unicellulaire se dissipe rapidement créant une zone plus fraîche autour de lui.

Ce type d'orages est le plus fréquent. Il peut être associé à une forte averse et des rafales de vent. Les pluies ne sont presque jamais torrentielles et les chutes de gros grêlons sont rarissimes. Dans les régions arides du globe, l'évaporation peut être telle que la pluie n'atteint pas le sol et forme de la virga sous le cumulonimbus.

Orages multicellulaires [modifier]

350px-Orage-multicellulaire.png
magnify-clip.png
Cycle de vie d'un orage multicellulaire.

Lorsque la force et la direction des vents augmentent avec l’altitude de façon linéaire, le courant ascendant de convection n’est plus à la même position que le courant descendant avec la précipitation[2]. Ceci produit un front de rafale qui s’éloigne en arc du cœur de précipitations et repousse la zone d’ascension. Un surplomb de précipitation se forme donc généralement dans le quadrant sud-ouest de la cellule mère dans l’hémisphère nord alors que les vents dominants de surface viennent de cette direction. Comme le front de rafale se dissocie avec le temps de la cellule initiale en formant des cellules filles, le multi-cellulaire forme donc une ligne d'orages à différents stades de développement.

La structure radar de ce type d’orage est caractérisée par des surplombs sur la partie sud-ouest d’une ligne de fort échos et ces surplombs semblent se déplacer dans cette direction alors que la ligne se déplace à 30° et 70 % de la vitesse des vents dans la couche où se produisent les orages.

En général, l'EPCD est moyen dans ce type d'orage, soit entre 800 et 1 500 J/Kg. Selon l'énergie et l'humidité disponibles, ce type d'orage peut donner des rafales de vents violentes, des pluies diluviennes et très rarement des tornades.

Orages supercellulaires [modifier]

350px-Supercellule.png
magnify-clip.png
Vue conceptuelle d'un supercellulaire

Lorsque le cisaillement des vents tourne avec l’altitude, on peut arriver à une situation où on a un renforcement du mouvement vertical sous le courant ascendant et une synchronisation entre le front de rafales descendantes et le courant ascendant[2]. De plus, si l'énergie potentielle convective disponible monte au-dessus de 1 500 J/kg, le courant ascendant permettra une très large extension verticale (jusqu'à plus de 15 km)[2].

Ceci donne des cellules orageuses indépendantes en équilibre stable entre l’entrée et la sortie des courants qui leur permettent de vivre très longtemps[3]. Elles peuvent produire de la grosse grêle, des vents destructeurs et des pluies torrentielles[2]. De plus, si un cisaillement horizontal du vent en surface est transformé en tourbillon vertical par le courant ascendant, ces supercellules peuvent produire des tornades si la rotation est accentuée par le courant descendant[2].

Sur l'image de droite, on voit une représentation d'un tel cumulonimbus qui comprend[1],[2] :

  • Une enclume se forme à la tropopause qui est une barrière au développement vertical du nuage. Elle s'étend loin de la cellule originale poussée par des vents horizontaux très forts.
  • Un sommet en dôme stratosphérique, dit sommet protubérant, qui dépasse l'enclume là où le courant ascendant se trouve et indique qu'il est assez fort pour vaincre l'inversion de température à la tropopause.
  • Des mammatus sous l'enclume, des protubérances nuageuses formées par l'air froid d'altitude descendant par poussée négative d'Archimède dans le nuage. Ils sont signe d'instabilité.
  • Dans le flanc arrière droit, derrière les précipitations, une tornade sous le nuage-mur (Wall-cloud).
350px-Orage-supercellulaire.png
magnify-clip.png
Structure horizontale et verticale d'un orage supercellulaire vu par radar.

Du point de vue radar, on remarque une voûte sans échos (dite voûte d'échos faibles) dans une coupe verticale (images ci-contre à droite), là où le fort courant ascendant permet à l'humidité des parcelles d'air en convection de ne se condenser qu'à très haut niveau. Ceci donne sur une coupe horizontale (PPI ou CAPPI) une forme à bas niveau d'écho en crochet (gauche) à l'image radar et un fort gradient de réflectivité près du crochet. Du point de vue circulation de l'air, les zones en bleu sur la figure de gauche montrent où l'air descend dans ce type de nuage donnant des rafales au sol. On remarque que dans le flanc sud, le courant descendant entre en interaction avec le courant ascendant (jaune) et c'est à cet endroit que les tornades peuvent se produire.

Des expériences ont également montré que la densité de coups de foudre à l'intérieur d'un orage supercellulaire donne un trou de foudre dans le courant ascendant et la voûte d'échos faibles[4].

Types [modifier]

On note quatre types d'orages supercellaires, classés selon leur intensité de précipitation ou leur extension verticale :

  • Supercellule classique : c'est la forme la plus typique d'une supercellule décrite précédemment.
  • Mini-supercellule (LT pour Low Topped en anglais) :
caractérisée par une hauteur de tropopause plus faible et généralement une EPCD (Energie Potentielle Convective Disponible) plus modérée. Elles se produisent en général dans des conditions atmosphériques plus froides comme au printemps et à l'automne. Le cisaillement et la présence d'un mésocyclone sont par contre bien présents car le cisaillement des vents est alors plus important. Elles sont aussi appelées micro-supercellules.
  • Supercellule à faible précipitation (LP en anglais pour Low Precipitation) :
caractéristique des endroits plus secs comme les Prairies canadiennes et les Grandes Plaines américaines, elles ont une base très haute au-dessus du sol et une grande extension verticale mais leur dimension horizontale est faible. Le taux de précipitation vu au radar, dans le nuage et sous celui-ci, est peu élevé et il est souvent difficile d'y voir une rotation. Toutefois, il peut se produire une chute de gros grêlons qui engendrent peu d'échos radar. La colonne de pluie est séparée de la zone en rotation et de celle de grêle. Ces cellules orageuses peuvent donner tous les éléments violents mentionnés antérieurement mais le plus probale est la grêle;
  • Supercellule à forte précipitation (HP pour Hight Precipitation en anglais) :
elles se forment dans un environnement riche en humidité. Elles sont plus étendues horizontalement, leur base est le plus souvent obscurcie par la pluie et on ne distingue souvent pas les zones de pluie, grêle et de rotation. Ils donnent surtout des pluies torrentielles, des rafales descendantes et des tornades faibles à modérées, mais sont très dangereuses car les tornades sont dans une supercellule HP noyées dans le coeur des précipitations, ce qui rend la tornade presque invisible. La grêle y est moins probable.

Lignes de grain et derecho [modifier]

300px-Ligne_grain.jpg
magnify-clip.png
Vues en coupe verticale et horizontale des précipitations et de la circulation de l'air dans une ligne de grain
Articles détaillés : Ligne de grains et Derecho.

Lorsque des orages isolés se rassemblent en une ligne et que cette ligne se déplace avec le vent moyen dans l’atmosphère, on a affaire à une ligne de grain dont l’extrême est le derecho. Une telle ligne produit un front de rafales qui s’organise en ligne à l’avant de la convection. Il est renforcé par la subsidence du courant-jet des niveaux moyens qui est rabattu vers le sol. En effet, l'entrée de ce dernier dans le nuage y amène de l'air froid et sec de l’environnement ce qui est en équilibre négatif selon la poussée d'Archimède.

La coupe horizontale à travers une telle ligne, dans le haut de l'image, montre donc de forts gradients de réflectivité (taux de précipitations) sur l’avant de la ligne. Sur la partie du bas on voit une coupe horizontal où des encoches derrière la ligne donne une forme ondulée à celle-ci. Ces encoches sont créées là où le jet assèche la précipitation en descendant. Il y a généralement des reformations d’orages en amont de la ligne principale avec la rafale descendante. La coupe verticale montre que les orages sont suivis d'une zone continue et moins intense associé à des précipitations stratiformes et la position du jet de niveau moyen descendant vers le sol.

Selon l'EPCD et le cisaillement des vents avec l'altitude, une ligne de grain donnera des vents plus ou moins forts le long de la ligne. Ces vents peuvent être dévastateurs. Les pluies diluviennes ne durent que très peu de temps au passage de la ligne mais des quantités importantes peuvent persister dans la partie stratiforme à l'arrière. Les autres phénomènes violents comme la grêle et les tornades sont plus rares.

Complexe convectif de mésoéchelle [modifier]

Article détaillé : Complexe convectif de méso-échelle.

Complexe orageux se formant généralement en fin de journée à partir d'orages dispersés. Il atteint son apogée durant la nuit alors qu'il s'organise comme une large zone circulaire. On les définis comme ayant:

  • Sommet des nuages ayant une température inférieure à -32°C et une surface d'environ 150 000 km².
  • Durée de plus de 6 heures.
  • Rapport entre les diamètres nord-sud et est-ouest doit s'approcher de 1.

Ces systèmes sont fréquents dans les plaines américaines durant l'été. Ils dérivent durant la nuit dans le flux d'altitude et donnent principalement des précipitations intenses causant des inondations sur de larges régions. De la fin avril à octobre 1993, les inondations qui ont sévi tout le long du bassin du fleuve Mississippi, des Grands Lacs à la Nouvelle-Orléans, ont été en grande partie causées par des CCM à répétition durant plusieurs semaines au début de l'été (Inondation du Midwest américain de 1993)

Effets [modifier]

Les orages sont potentiellement dangereux car ils sont le lieu d'important mouvements verticaux, de foudre, de vents forts et de précipitations de différents types. Leur apparition est très rapide et peut prendre par surprise les animaux et les humains.

Foudre [modifier]

Article détaillé : Foudre.

Même l'orage le plus bénin comporte par définition de la foudre. Celle-ci est une décharge électrique à travers l'air entre une partie du nuage et un autre ou le sol. Cette décharge se fait sous une haute tension, crée un plasma et cause des dégâts si elle passe à travers un objet. Lorsque la foudre va du nuage vers le sol, elle emprunte le chemin le plus court et frappe donc généralement le point le plus élevé au-dessus de ce dernier. Lorsque foudroyé, un arbre, une maison ou un humain sera soumis à ce courant intense qui causera des dommages importants et souvent la mort.

Les accidents liés à la foudre sont rares avec les avions et les planeurs. Bien qu'ils puissent être frappés, ils constituent une cage de Faraday qui isole leur occupants. Le courant suit donc l'extérieur de la carlingue et continue vers le sol ou un autre nuage. La même chose peut être dite d'une automobile frappée par la foudre mais pas une motocyclette puisque l'occupant dans ce cas est exposé aux éléments et que l'arc électrique peut passer par son corps puis continuer vers le sol à travers l'air humide.

Pluie [modifier]

Article détaillé : Pluie torrentielle sous orage.

La quantité de pluie sous un orage est variable selon son type mais se produit toujours rapidement. Cependant, le relief de la région où il tombe peut influencer l'effet de celle-ci. Dans les zones montagneuses, le ruissellement dans les pentes peut amener des inondations dans la vallée en concentrant les quantités reçues vers une région restreinte. La déforestation et la saturation des sols vont accentuer les effets d'une pluie sous un orage. La pluie peut causer une liquéfaction du sol dans certaines conditions ce qui donnera des coulées de boue.

En aviation, il existe des exemples d'écrasements sous des orages, dont celui du Vol 358 Air France à Toronto (Canada) en août 2005, où la pluie semble avoir mené également à de l'aquaplanage ce qui lui a fait manquer de freinage et sortir de piste.

Vent et tornade [modifier]

Articles détaillés : Rafale descendante et Tornade.

Certains types d'orages sont associés à de fortes rafales de vents qui peuvent causer des dommages. Les tornades sont particulièrement dévastatrices mais ne se produisent qu'avec une infime proportion des orages.

Grêle [modifier]

Article détaillé : Grêle.

La grêle se forme sous certains orages et peut détruire les cultures, endommager les véhicules et les maisons ainsi que nuire à la circulation. Les avions, planeurs et dirigeables sont très susceptibles d'encourir des dommages lorsqu'ils passent à proximité de ces nuages. En effet, non seulement ils seront frappés dans le nuage mais également à une certaine distance de celui-ci par l'éjection des grêlons. De plus, ces derniers seront souvent plus gros que ceux retrouvés au sol puisque les appareils volent à un niveau de température où la fonte n'a pas encore eu le temps de réduire les grêlons.

Mouvement verticaux intenses [modifier]

Articles détaillés : Vol à voile et Aviation.

Il est extrêmement dangereux de voler près ou sous des orages. Les courants ascendants sous les cumulonimbus calvus isolés lors d'orages unicellulaires, sont parfois utilisés par les pilotes de planeur. Toutefois, ces nuages qui ont un diamètre de quelques kilomètres, peuvent avoir des courants ascendants de 10 à 15 m/s qui aspirent le planeur au sein du nuage. Si le planeur n'est pas équipé pour le vol aux instruments (IFR), le pilote perd tout repère visuel et le planeur peut se mettre rapidement dans une posture dangereuse. Lors de leur dissipation, l'air devient très stable près des restants du nuage, il n'y a alors plus de courants ascendants et la région devient inutilisable pour les pilotes de planeur.

Certains pilotes de planeurs ont évolué le long de la ligne de cumulonimbus où se produisent des courants ascendants comme le long d'une montagne. Comme une ligne d'orages multicellulaires se déplace, il est impossible de revenir à l'aérodrome de départ sans traverser la ligne d'orages et l'atterrissage dans un champ est périlleux car l'orage produit des rafales descendantes destructrices. Dans certains cas, les planeurs ont pu être retournés et détruits après l'atterrissage dans le champ par la ligne d'orages. Finalement, les orages supercellulaires sont incompatibles avec la pratique du vol à voile à cause des phénomènes extrêmes qui peuvent se produire.

Les avions doivent éviter les orages pour les mêmes raisons. Ceci est particulièrement vrai lors du décollage et de l'atterrissage alors que la vitesse de l'appareil est plus proche de celle de décrochage et qu'une rafale de dos ou une rafale descendante peut faire décrocher l'appareil et il risque de s'écraser du fait de la proximité du sol. En vol, les orages provoquent des turbulences incompatibles avec le transport de passagers, ainsi que des risques de givrage de la cellule et des moteurs. Les avions évitent donc les orages.

Les mouvements verticaux sont également dangereux pour les parachutistes qui peuvent être aspirés dans le courant ascendant de l'orage. Ils sont non seulement ballotés violemment mais vont se retrouver à des hauteurs où la température est bien en dessous du point de congélation dans une atmosphère remplie d'eau surfondue et de grêlons. Gelures et hypothermie en résultent, et même la mort.

Climatologie [modifier]

270px-Global_Lightning_Frequency.jpg
magnify-clip.png
Carte mondiale avec la fréquence de la foudre

On voit dans l'image de droite que le taux de foudre, indicateur d'orages, est généralement relié à la latitude et la proximité de l'humidité. Ainsi les zones équatoriales ont les plus grandes densités, particulièrement les zones côtières. On ne devrait pas en être surpris puisque les orages qui produisent la foudre sont générés par une instabilité de l'atmosphère et une humidité de bas niveau. Ainsi les zones équatoriales sont chaudes et humides constamment alors que les latitudes moyennes et les zones polaires n'ont les conditions favorables qu'une partie de l'année.

Naturellement, les conditions à l'échelle synoptique organisent la convection également. Ce n'est pas partout à l'équateur où les conditions sont favorables à la formation des orages. Ainsi, la zone de convergence intertropicale, où convergent les alizés, donne le soulèvement nécessaire pour la formation d'orages assez continuels mais au nord et au sud de celle-ci on a un mouvement descendant de l'air qui dégage le ciel. De la même manière, les eaux des courants marins froids inhibent les orages (ex. côte ouest de l'Amérique du Nord et du Sud) alors que les eaux chaudes les favorisent (ex. le Gulf Stream où se déplacent les ouragans).

Dans les latitudes moyennes, les systèmes frontaux amènent également en contact des masses d'air froid et chaud ce qui va créer les conditions favorables au développement orageux. Finalement, des effets locaux comme le régime de brise côtière, le soulèvement orographique et le réchauffement différenciel vont créer des conditions favorables localement à la convection.

Orages historiques [modifier]

Certains orages ont marqué les mémoires, dont par exemple en France celui de juillet 1788 qui pourrait être une des causes de la crise ayant favorisé la Révolution française. Cet orage de grêle d'une force exceptionnelle a ravagé toutes les campagnes céréalières de la Loire au Rhin en passant par le nord de la France le 13 juillet, alors que cette même année des canicules et sécheresses sévissaient. Le tout menant à une perte des récoltes et donc à hausse des prix des denrées de base[5].

De l'autre côté de l'Atlantique, le déluge de Montréal le 14 juillet 1987 a complètement paralysé la métropole québécoise de près de 2 millions d'habitants. Aux États-Unis, de nombreux événements orageux retiennent l'attention dont les célèbres Tornades de l'Oklahoma du 3 mai 1999 qui ont fait 88 morts et dont l'une était de force F5 avec les vents les plus forts jamais notés pour un tel phénomène[6].

Bibliographie [modifier]

  • J.V. Iribarne et W.L. Godson, Atmospheric Thermodynamics, publié par D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Pays-Bas, 1973, 222 pages
  • M K Yau et R.R. Rogers, Short Course in Cloud Physics, Third Edition, publié par Butterworth-Heinemann, 1er janvier, 1989, 304 pages. EAN 9780750632157 ISBN 0-7506-3215-1

Voir aussi [modifier]

Articles connexes [modifier]

 

Liens externes [modifier]

Sur les autres projets Wikimedia :

Notes et références [modifier]

  1. a, b, c, d, e et f (fr)Cumulonimbus [archive], 2009, Glossaire de la météorologie, Météo-France. Consulté le 2009-08-11
  2. a, b, c, d, e, f, g et h (en)Bureau de Louiseville du National Weather Service, « Structure et dynamique des supercellulaires [archive] », NOAA. Consulté le 2008-02-29
  3. (en)National Weather Service, « Article sur les caractéristiques des supercellulaires [archive] », NOAA. Consulté le 2008-02-29[pdf]
  4. (en)Paul Krehbiel, William Rison, Ronald Thomas, Timothy Hamlin, Jeremiah Harlin, Mark Stanley, Michael Jones, Jarrod Lombardo et Demian Shown, « Tornadic Storm of June 29, 2000 [archive] », 26 juillet 2000, Lightning Mapping Observations during STEPS 2000, New Mexico Tech University. Consulté le 2008-02-07
  5. (fr)J. Dettwiller, « L'orage du 13 juillet 1788 [archive] », metamiga. Consulté le 2009-12-21
  6. (en)  [archive]Doppler on Wheels, Center for Severe Weather Research. Consulté le 2007-05-29
Ce document provient de « http://fr.wikipedia.org/wiki/Orage ».
ema2100 / Webuz2tv / 2010.
Repost 0
Published by ema2100 , et son Site/Blog sur l'actu.music,web,.. - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
7 avril 2010 3 07 /04 /avril /2010 16:37
Repost 0
Published by ema2100 , et son Site/Blog sur l'actu.music,web,.. - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
5 avril 2010 1 05 /04 /avril /2010 16:55

Tempête :

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

(Redirigé depuis Tempète)
Dégâts de la tempête Kyrill à Delft, aux Pays-Bas

Une tempête est un phénomène météorologique violent à large échelle dite synoptique, avec un diamètre compris en général entre 200 à 1 000 km, caractérisé par des vents rapides (tourbillon) et des précipitations intenses. Elle peut être accompagnée d'orages donnant des éclairs et du tonnerre ainsi que de la grêle et des tornades.

Certaines tempêtes ont un nom particulier comme les typhons, les ouragans, les tempêtes tropicales ou extra-tropicales, les tempêtes de pluie verglaçante ou de neige. Il existe également des tempêtes caractérisées par des vents transportant des substances dans l'atmosphère (blizzard, tempête de poussière, tempête de sable, tempête de neige…). Une tempête peut endommager gravement un pays ou une région donnée.

Au strict sens météorologique du terme, en mer, on appelle tempête une dépression atmosphérique qui génère un vent moyen supérieur à 90 km/h (vent de force 10 ou supérieure sur l'échelle de Beaufort). Toutefois, l'usage populaire du mot n'est pas si restrictif et sur terre, on parle de tempête quand la dépression génère des rafales violentes et des précipitations abondantes.

Sommaire

[masquer]

Formation [modifier]

Le terme tempête météorologique est un terme générique qui peut décrire plusieurs phénomènes. Tous ceux-ci sont cependant liés à la formation d'un cyclone ou dépression. On note deux types principaux de dépressions: les cyclones tropicaux, dont l'énergie est tirée de l'instabilité de la masse d'air qui les entourent, et les cyclones extratropicaux dont le moteur est la rencontre de masses d'air de différentes températures.

Tempêtes tropicales [modifier]

Article détaillé : Cyclone tropical.
Typhon à Hong Kong

Les ouragans, typhons et autres cyclones tropicaux sont essentiellement formés par l'organisation d'orages autour d'une circulation qui prend forme dans les océans de la zone intertropicale. Structurellement, un cyclone tropical est une large zone de nuages en rotation, de vent, et d'orages. La source d'énergie principale d'un cyclone tropical est le dégagement de chaleur latente causé par la condensation de vapeur d'eau en altitude. On peut ainsi considérer le cyclone tropical comme une machine thermique, au sens de la thermodynamique.

L'importance de la condensation comme source principale d'énergie différencie les cyclones tropicaux des autres phénomènes météorologiques. Pour conserver la source d'énergie de sa machine thermodynamique, un cyclone tropical doit demeurer au-dessus de l'eau chaude, qui lui apporte l'humidité atmosphérique nécessaire. Les forts vents et la pression atmosphérique réduite au sein du cyclone stimulent l'évaporation, ce qui entretient le phénomène.

Le dégagement de chaleur latente dans les niveaux supérieurs de la tempête élève la température à l'intérieur du cyclone de 15 à 20 °C au-dessus de la température ambiante dans la troposphère à l'extérieur du cyclone. Pour cette raison, on dit des cyclones tropicaux qu'ils sont des tempêtes à « noyau chaud ». Notons toutefois que ce noyau chaud n'est présent qu'en altitude - la zone touchée par le cyclone à la surface est habituellement plus froide de quelques degrés par rapport à la normale, en raison des nuages et de la précipitation.

Les effets les plus dévastateurs des cyclones tropicaux se produisent quand ils frappent la côte et entrent dans les terres. Dans ce cas, un cyclone tropical peut causer des dommages de quatre façons :

  • Vents violents : des vents de force d'ouragan peuvent endommager ou détruire des véhicules, des bâtiments, des ponts, etc. Les vents forts peuvent aussi transformer des débris en projectiles, ce qui rend l'environnement extérieur encore plus dangereux.
  • Onde de tempête : les tempêtes de vent, y compris les cyclones tropicaux, peuvent causer une montée du niveau de la mer et des inondations dans les zones côtières.
  • Pluie forte : les orages et les fortes pluies provoquent la formation de torrents, lavant les routes et provoquant des glissements de terrain. Fin novembre 2004, l'un de ces épisodes pluvieux a touché le nord des Philippines et fait quelque 500 morts et disparus.
  • Tornades : les orages imbriqués dans le cyclone donnent souvent naissance à des tornades. Bien que ces tornades soient normalement moins intenses que celles d'origine non-tropicale, elles peuvent encore provoquer d'immenses dommages.

Tempêtes des latitudes moyennes [modifier]

Article détaillé : Cyclone extratropical.
Type de la précipitation selon la structure thermique (bleu sous zéro degré Celsius et rouge au-dessus)

Les dépressions des latitudes moyennes en évolution très rapides, dites bombes causent les tempêtes qui affectent les régions hors des Tropiques. Ces systèmes sont alimentés par des zones frontales, soit une zone de transition entre deux masses d'air ayant des températures fort différentes. La circulation s'organise anti-horairement dans l'hémisphère nord, et horairement dans celui du sud, poussant un front chaud à l'avant de son déplacement, et un front froid à l'arrière.

Elles sont souvent d'origine océanique lorsqu'une dépression atmosphérique se forme entre la bordure océanique plus chaude et le continent plus froid, là où l'humidité de l'air se condense et fait baisser la pression. Elles peuvent également provenir de zones continentales, particulièrement en hiver (tempête de neige), lorsque les masses d'air arctiques et maritimes s'y rencontrent.

Les mouvement verticaux dans ces dépressions soulèvent l'air et l'humidité se condense pour former des précipitations importantes. Lorsque la structure thermique de l'atmosphère demeure normale, la température diminuant avec la hauteur, on aura formation de neige en altitude. Cette dernière restera sous forme solide, en atteignant le sol, si toute l'atmosphère qu'elle traverse est sous le point congélation. Par contre, on aura de la pluie au sol si les flocons passent dans une couche épaisse d'air au-dessus de zéro degré Celsius. Si on a de l'air doux en altitude et froid au sol, on peut assister à une fonte des flocons qui vont regeler près ou au sol. Selon l'épaisseur des couches chaudes et froides, on aura: du grésil ou de la pluie verglaçante.

Les vents violents autour de ces tempêtes est dû à la forte cyclogénèse qui crée un important gradient de pression atmosphérique. C'est la combinaison entre les vents et les précipitations va causer les dégâts:

  • quand c'est la pluie qui domine, on obtiendra des inondations et des bris par le vent ;
  • quand on a de la pluie verglaçante, le verglas qui s'accumule sur les structures et au sol cause de sévères dégâts aux installations électriques et aux arbres à cause du poids de la glace ;
  • quand les vents et la neige sont extrêmes, on parlera de blizzard.

L'ensemble des transports routiers, ferroviaires et aériens sont affectés, souvent sur une période assez longue, par tous ces phénomènes.

Finalement, dans le secteur chaud de ces systèmes, le front froid amène de l'air froid en altitude au-dessus d'un sol plus chaud. Ceci rend l'air très instable et donne des orages. Si ces derniers s'organisent en lignes, on peut assister au développement de tornades, de la grosse grêle ou de rafales descendantes dans ce secteur.

Les tempêtes de sable [modifier]

Article détaillé : Tempête de sable.
La Mer de sable (Zandverstuiving) du Parc néerlandais Hoge Veluwe résulte des effets d'une tempête qui a emporté le sol agricole dégradé sur des centaines d'hectares (Centre des Pays-bas).
Tempête de poussière et de sable (Texas, 1935).
Tempête de poussière et de sable à Al Asad, Irak (fin d'après midi, 27 avril 2005.

Les tempêtes de sable, ou de poussière, se forment naturellement occasionnellement au-dessus des zones désertiques (Sahara, désert de Gobi), lorsque le vent soulève et emporte les poussière matériaux solides d'un sol desséché ou des déchets végétaux.

Les tempêtes de sable les plus violentes peuvent charrier des milliers de tonnes de poussières à l'échelle d'un continent entier et à des altitudes élevées ; ces poussières, quand elles sont piégées dans les courants stratosphériques peuvent même traverser les océans ou faire le tour du monde. C'est ainsi que des nutriments venant du Sahara enrichissent la forêt amazonienne, leur tracé étant maintenant suivi par satellite.

Certaines des tempêtes de poussières qui ont affecté l'Amérique du Nord aux XIXe siècle et au début du XXe siècle ont une cause humaine. Les colons européens ont coupé de vastes forêts et mis en culture d'anciennes prairies naturelles qui protégeaient des sols fragiles. Ces sols mis à nus, dégradés par le labour et déshydratés par le soleil ont pris une consistance poudreuse, et ont été balayés par les tempêtes jusqu'à mettre à nu la roche mère, provoquant la faillite de milliers d'agriculteurs et contribuant à la Grande Dépression des années 1930. C'est pourquoi c'est au Canada et aux États-Unis qu'ont d'abord été développées les techniques d'agriculture plus extensive et/ou sans labour, qui ont efficacement protégé les sols.

De tels phénomènes sont courants en Chine, mais rarissimes en climat tempéré européenne, comme la formation de la mer de sable du parc de Hoge Veluwe au centre des Pays-Bas. Cette dernière est une ancienne zone agricole sableuse cultivée, dont le sol fertile, mais déshydraté par une période de sécheresse a été littéralement emporté par une violente tempête au début du XXe siècle, avant d'être achetée par un riche industriel pour y planter des pins et y chasser, après quoi la zone est redevenue naturelle. La mer de sable y est aujourd'hui entretenue par une gestion adaptée, pour des raisons paysagères et patrimoniales.

Nomenclature [modifier]

Pour mieux suivre la progression de certains types de tempêtes, les services météorologiques confectionnent une liste de noms qui seront données chronologiquement à ces systèmes. La plus connue de ces nomenclatures est celle des cyclones tropicaux. La première utilisation de noms de personnes donnés à ces systèmes fut faite par Clement Lindley Wragge, un météorologiste australien du début du XXe siècle. Il prenait des prénoms de femmes, des noms de politiciens qu'il n'aimait pas, des noms historiques et de la mythologie[1],[2]. Ce sont les ouragans qui ont été les premiers systématiquement nommés, d'abord avec des noms de femmes puis maintenant en alternance entre noms de femmes et d'hommes[1]. Cette pratique s'est graduellement répandue dans les différents bassins océaniques où on retrouve des cyclones tropicaux.

Des listes sont confectionnées pour les différents secteurs des océans Atlantique, Pacifique et Indien. Dans le bassin de l'océan Atlantique, le National Hurricane Center (NHC) de Miami est officiellement chargé de nommer les cyclones. Le bassin de l'océan Pacifique est divisé en plusieurs secteurs vu son étendue. Les noms restent des prénoms dans l'Atlantique Nord et le Pacifique nord-est, mais ailleurs les différents pays soumettent des noms de fleurs, d'oiseaux, etc., pas nécessairement dans un ordre alphabétique, à l’Organisation météorologique mondiale[1],[3]. Lors de graves cyclones, les noms de ces derniers sont supprimés des listes et remplacés afin de ne pas choquer la population en lui rappelant de trop mauvais souvenirs. Ainsi, dans la liste 2004, Matthew a remplacé le nom de Mitch car l'Ouragan Mitch tua environ 18 000 personnes dans l'Amérique Centrale en 1998.

En Europe en 1954, une étudiante de l'Université libre de Berlin suggéra de nommer les dépressions et anticyclones qui affectent le continent pour rendre les cartes météorologiques plus faciles à suivre. L'Institut météorologique de l'Université libre de Berlin adopta cette idée. Cette nomenclature était exclusivement suivie dans les journaux, radios et télés de Berlin. Les tempêtes Vivian et Wiebke ayant tellement marqué le continent, l'idée fut reprise par tous les médias allemands.

La convention a changé au cours des années mais elle est maintenant :

  • Durant les années paires, les dépressions reçoivent des noms féminins et ces noms sont masculins durant les années impaires
  • Les anticyclones reçoivent des noms selon la convention inverse.

Depuis 2002, le public peut acheter le droit de nommer une tempête et une nouvelle liste est donc confectionnée à chaque année. Les noms de dépressions retirées le sont généralement pour des dommages exceptionnels par le vent mais la pluie abondante causant des inondations et la neige abondante peuvent être le facteur. Bien que cette pratique soit exclusivement allemande et que d'autres pays utilisent une liste de noms différents, certaines tempêtes célèbres sont passées dans le vocabulaire de l'Europe entière.

Aux États-Unis, le bureau de Buffalo du National Weather Service nomme également les tempêtes de neige due aux bourrasques de neige qui sont fréquentes en aval des Grands Lacs.

Tempêtes notables [modifier]

Voir aussi [modifier]

Articles connexes [modifier]

Liens externes [modifier]

Sur les autres projets Wikimedia :

Sites gouvernementaux :

Site privé :

Notes et références [modifier]

  1. a, b et c (fr)Christopher Landsea (NOAA), « Comment nomme-t-on les cyclones tropicaux ? [archive] », 2006, Foire aux questions, traduction de Météo-France, Nouvelle-Calédonie. Consulté le 2009-11-28
  2. (en)Bureau of Meteorology, « When did the naming of cyclones begin? [archive] », Frequently Asked Questions. Consulté le 2008-11-28
  3. (en)Organisation météorologique mondiale, « Tropical cyclones naming [archive] », Tropical Cyclones Program. Consulté le 2009-11-23
Ce document provient de « http://fr.wikipedia.org/wiki/Temp%C3%AAte ».
ema2100 / Webuz2tv / 2010.
Repost 0
Published by ema2100 , et son Site/Blog sur l'actu.music,web,.. - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article
4 avril 2010 7 04 /04 /avril /2010 12:12

Cyclone

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Page d'aide sur l'homonymie Pour les articles homonymes, voir Cyclone (homonymie).
180px-Whitejuan2.jpg
magnify-clip.png
Cyclone extratropical qui a donné une tempête de neige en février 2004 sur les provinces de l'Atlantique du Canada
180px-Ivan_Sat_Img_Sept_7_2004.jpg
magnify-clip.png
Cyclone tropical Ivan, 7 septembre 2004

Un cyclone (du grec kyklos, cercle) est un terme météorologique qui désigne une grande zone où l'air atmosphérique est en rotation autour d'un centre de basse pression local. On parle également de dépression et de système cyclonique. Par extension, la circulation cyclonique est la direction que prendra le flux d'air autour d'une dépression ou d'un creux barométrique, soit anti-horaire dans l'hémisphère nord et horaire dans celui du sud[1]. Même si toute dépression peut être appelée un cyclone, ce terme est le plus souvent réservé à certains types particuliers de systèmes qui se forment au-dessus des eaux chaudes des mers tropicales, les cyclones tropicaux. On applique également le suffixe cyclone à certains phénomènes de très petites échelles où une rotation se produit.

Sommaire

[masquer]

Origine du terme [modifier]

Le terme cyclone, appliqué aux cyclones tropicaux, a été forgé par le capitaine de marine anglais Henry Piddington (1797–1858) à la suite de ses études sur la terrible tempête tropicale de 1789 qui avait tué plus de 20 000 personnes dans la ville côtière indienne de Coringa. En 1844, il publia ses travaux sous le titre The Horn-book for the Law of Storms for the Indian and China Seas. Les marins du monde reconnurent la grande qualité de ses travaux et le nommèrent président de la Marine Court of Inquiry de Calcutta. En 1848, dans une nouvelle version agrandie et complétée de son livre The Sailor's Horn-book for the Law of Storms, ce pionnier de la météorologie compara le phénomène météorologique à un serpent s'enroulant en cercle, «kyklos» en grec, d'où cyclone[2].

Caractéristiques générales [modifier]

Le cœur du cyclone est une région de basse pression[3]. Le gradient de pression entre le système et les zones de plus haute pression environnantes, engendre un déplacement d'air vers le centre. Plus la différence de pression est importante, plus les vents sont forts. Sous l'effet de la force de Coriolis, ces vents sont déviés vers la droite dans l'hémisphère nord (gauche dans celle du sud) ce qui donne une rotation de l'air autour du centre de basse pression. Ainsi les cyclones auront des sens de rotation différents selon l'hémisphère : dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens horaire dans l'hémisphère sud.

Comme la force de Coriolis est nulle à l'équateur et augmente en se dirigeant vers les pôles, la rotation ne peut être induite en général qu'à des latitudes de plus de 5 à 10 degrés. On ne retrouve donc pas de cyclones près de l'équateur.

Finalement, la trajectoire qu'empruntent les cyclones au cours de leur vie dépend de l'endroit où ils se trouvent. Les cyclones tropicaux vont suivre leur source d'énergie, les eaux chaudes, et le cisaillement des vents que leur imposent les systèmes météorologiques environnants. Les dépressions des latitudes moyennes et supérieures vont elles suivre en général le flux des vents d'altitudes, en particulier le courant-jet.

Types de cyclones [modifier]

Il existe plusieurs types de cyclones suivant le lieu où ils se forment.

Les cyclones tropicaux [modifier]

Article détaillé : Cyclone tropical.
Hurricane_Katrina_LA_landfall_radar.gif
magnify-clip.png
Boucle radar montrant l'arrivée de l'ouragan Katrina en Louisiane (Source: NOAA)

Les cyclones tropicaux[4], aussi nommés ouragans dans l'Atlantique nord, le golfe du Mexique et l'est du Pacifique nord ou typhon dans l'ouest du Pacifique nord et la Mer de Chine méridionale, se forment au-dessus des eaux chaudes des mers tropicales et puisent leur énergie dans la chaleur latente de condensation de l'eau.

Plusieurs conditions sont nécessaires à la formation d'un tel cyclone :

  • La température de la mer doit être supérieure à 26 °C, sur une profondeur d'au moins 50 mètres, à l'endroit de la formation de la dépression qui deviendra cyclone.
  • Être suffisamment éloigné de l'équateur pour que la force de Coriolis puisse agir (5 à 10 ° de latitude).
  • Les vents aux différents niveaux de l'atmosphère doivent être de direction et de force homogènes dans la zone de formation du cyclone. Si les vents de haute altitude soufflent de manière très différente des vents de basse altitude, la formation du cyclone sera contrariée.

Le dégagement de chaleur latente dans les niveaux supérieurs de la tempête élève la température à l'intérieur du cyclone de 15 à 20 °C au-dessus de la température ambiante dans la troposphère à l'extérieur du cyclone. Pour cette raison, on dit des cyclones tropicaux qu'ils sont des tempêtes à « noyau chaud ». Notons toutefois que ce noyau chaud n'est présent qu'en altitude - la zone touchée par le cyclone à la surface est habituellement plus froide de quelques degrés par rapport à la normale, en raison des nuages et de la précipitation.

L'intensité du cyclone est déterminée par la force du vent maximum qu'il engendre, car c'est le paramètre le plus facile à estimer et qui caractérise bien les destructions potentielles. Dans l'Atlantique Nord, on utilise comme critère le vent moyen sur une minute. Si le vent est inférieur à 34 nœuds (63 km/h), c'est une dépression tropicale. Si le vent est compris entre 34 et 63 nœuds (117 km/h), c'est une tempête tropicale, et le cyclone reçoit alors un nom. Si le vent soutenu dépasse 64 nœuds (118 km/h), c'est un ouragan. Des variations de cette classification sont utilisées dans le Pacifique et l'Océan Indien. L'échelle utilisée pour les cyclones tropicaux, incluant les ouragans, est l'échelle de Saffir-Simpson. Elle reprend la force des vents là où l'échelle de Beaufort s'arrête, soit Ouragan qui est Force 12 sur 12 dans l'échelle de Beaufort est égal à la Catégorie 1 de 5 sur l'échelle de Saffir-Simpson.

L’Organisation météorologique mondiale (OMM) a homologué début 2010 le record du vent le plus violent jamais observé scientifiquement, mais non reliés aux tornades, de 408 km/h le 10 avril 1996 à Barrow Island en Australie lors du passage du cyclone Olivia[5]. Le précédent record de 372 km/h observé scientifiquement datait d'avril 1934 au sommet du Mont Washington (New Hampshire) aux États-Unis[5].

Les cyclones extratropicaux [modifier]

Article détaillé : Cyclone extratropical.
180px-Uk-cyclone-Fran%C3%A7ais.PNG
magnify-clip.png
Carte météorologique fictive d'un cyclone extratropical affectant la Grande-Bretagne et l'Irlande

Un cyclone extratropical, parfois nommé cyclone des latitudes moyennes, est un système météorologique de basse pression, d'échelle synoptique, qui se forme entre la ligne des tropiques et le cercle polaire. Il est associé à des fronts, soit des zones de gradients horizontaux de la température et du point de rosée, que l'on nomme aussi "zones baroclines"[6]. Pour cette raison, ils sont dit à « noyau froid » car le centre du système se situe du côté froid des fronts et la tropopause plus basse (froide) que les régions à l'extérieur du système.

Les cyclones extratropicaux ont donc des caractéristiques différentes des cyclones tropicaux, et des cyclones polaires plus au nord, qui sont alimentés par la convection. Ils sont en fait les dépressions météorologiques qui passent quotidiennement sur la majorité du globe. Avec les anticyclones, ils régissent le temps sur la Terre, produisant nuages, pluie, vents et orages.

Les cyclones subtropicaux [modifier]

Article détaillé : Cyclone subtropical.

Les cyclones subtropicaux sont des cyclones extratropicaux qui présentent certaines des caractéristiques des cyclones tropicaux, comme par exemple un cœur devenant chaud. Ils se forment généralement au-delà des tropiques, jusqu'à une latitude de 50°(nord et sud). En effet, on y retrouve une activité orageuse autour de son centre qui tend à lui former un cœur chaud mais on le retrouve dans une zone frontale faible. Avec le temps, la tempête subtropicale peut devenir tropicale[7].

Les cyclones polaires [modifier]

Article détaillé : Cyclone polaire.

Un cyclone polaire est un système dépressionnaire de large envergure passant dans les régions arctiques et antarctiques. Ce sont des systèmes de 1 000 à 2 000 km qui prennent naissance dans les hautes latitudes, zones où les contrastes thermiques sont importants le long du front arctique. .

Dépression polaire [modifier]

Article détaillé : Dépression polaire.
180px-Polar_low.jpg
magnify-clip.png
Dépression polaire sur la mer de Barents le 27 février 1987

Un phénomène analogue aux cyclones tropicaux existe sur l'océan Arctique, qu'on appelle dépression polaire.

Ces dépressions peuvent être plus violentes que les cyclones tropicaux mais de taille plus réduites. Elles ont de 100 à 400 km de diamètre avec des vents de forces d'ouragans, se développant comme des bombes et durant une paire de jours seulement. Ces systèmes dépressionnaires prennent naissance dans les zones de contrastes thermiques importants comme à la bordure de la zone des glaces avec la mer ouverte alors que de l'air très froid passe en altitude. Elles peuvent donner des conditions de poudrerie et de blizzard très localisées.

Par contre, elles ont beaucoup moins d'impact puisque dans les régions polaires, la densité de population humaine et animale est très faible. Sur les images satellites, les nuages s'enroulent autour du centre comme pour un ouragan ou un typhon. Des sondes lâchées par des avions de recherche montrent un cœur chaud comme dans ces derniers.

Extrapolations du terme [modifier]

Les mésocyclones [modifier]

Article détaillé : Mésocyclone.

Les mésocyclones ne sont pas des systèmes dépressionnaires mais plutôt une rotation imbriquée dans un orage (cumulonimbus).

En effet, le changement des vents entre la surface et le sommet de la couche limite de friction de l'atmosphère (moins de 2 km d'épaisseur) donne une rotation horizontale des vents. Pensons à une gigantesque éolienne qui subirait plus de vents d'ouest à son sommet qu'à sa base, ses pales se mettent donc à tourner car celles du haut subissent une plus grande force que celles du bas.

Le courant ascendant sous un orage va changer l'axe de cette rotation pour le rendre vertical. Lorsque cela se produit, on peut observer visuellement, ou sur les données Doppler d'un radar météorologique, que certaines parties du nuage sont en rotation.

Un mésocyclone n'est pas une tornade. Le resserrement de sa rotation, par des conditions particulières de circulation des vents autour de l'orage, peut cependant mener à la formation d'une tornade sous l'orage. Cela est identique à l'accélération de la rotation d'un patineur lorsqu'il ramène ses bras vers son corps.

Les tornades [modifier]

Article détaillé : Tornade.
250px-Vortex_courant-ascendant.PNG
magnify-clip.png
Basculement du vortex par le courant ascendant. (Source: NOAA)

Une tornade n'est pas un cyclone car elle n'est pas un système dépressionnaire. Elle est en fait un vortex (tourbillon) de vents extrêmement violents, prenant habituellement naissance à la base des cumulonimbus, les nuages orageux, mais occasionnellement sous des nuages convectifs plus mineurs. Trois éléments sont nécessaires à la formation d'une tornade : un cisaillement des vents dans les premiers kilomètres de l'atmosphère, un courant ascendant important dû à la poussée d'Archimède dans une masse d'air instable et une configuration des vents de surface qui puisse servir à concentrer la rotation verticale. Un quatrième élément est utile mais pas toujours présent: un courant descendant dans la précipitation. Le cisaillement de bas niveau crée une rotation dans l'axe horizontal. Quand cette rotation entre en interaction avec un fort courant ascendant, l'axe horizontal peut basculer et devenir une rotation autour d'un axe vertical (image à gauche). La rotation sera concentré ensuite par la circulation de surface, comme une patineur en rotation qui ramène ses bras vers son corps.

Phénomène météorologique au pouvoir destructeur supérieur à celui d'un cyclone tropical, mais heureusement limité dans le temps et dans l'espace, les tornades génèrent les vents les plus forts qui existent à la surface du globe, éclatant sporadiquement et avec fureur, tuant chaque année plus de personnes que tout autre phénomène du genre. Les tornades sont classés selon les dégats qu'elles provoquent et les vents qu'elles génèrent. L'échelle pour les classer était l'échelle de Fujita. Dernièrement l'échelle a été remodelée et s'appelle l'échelle de Fujita améliorée. Leurs diamètres peuvent varier de 20 m à plus de 2 km et laissent pour certains de très grandes traces visibles depuis l'espace.

Comme les différents types de cyclones mentionnés antérieurement sont associés avec une masse nuageuse qui peut contenir des orages, des tornades peuvent donc y être imbriquées. On les retrouve le plus souvent dans les cyclones extratropicaux mais les cyclones tropicaux produisent également des tornades, en particulier à leur bordure externe après avoir touché terre car la friction y crée le cisaillement nécessaire[8],[9],[10],[11].

Protection et prévention [modifier]

On ne peut totalement se protéger des effets des cyclones violents, en particulier de ceux des cyclones tropicaux. Cependant, en zone à risque, un aménagement adapté et prudent du territoire peut permettre de limiter les dégâts humains et matériels dus aux vents, aux précipitations et aux inondations. Une architecture offrant moins de prise au vent, l'absence de construction en zones humides, des réseaux électriques enterrés et isolés de l'eau, le maintien ou la restauration de zones humides tampon, et de mangroves et forêts littorales, la préparation des populations, des antennes et éoliennes qu'on peut « coucher » le temps de la tempête, etc. peuvent y contribuer.

En 2008, la FAO a par exemple estimé que si la mangrove du delta d’Ayeyarwady (Birmanie), existante avant 1975 (plus de 100 000 hectares), avait été conservée, les conséquences du cyclone Nargis auraient été au moins deux fois moindres[12]. On peut également comparer les faibles dégâts engendrés en général par des tempêtes de neige ou des ouragans le long de la côte est des États-Unis avec ceux énormes des systèmes équivalents en Asie, pour noter la différence notable de préparation et d'équipements entre les deux régions.

Voir aussi [modifier]

Articles connexes [modifier]

Liens externes [modifier]

Commons-logo.svg

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur Les cyclones tropicaux.

Commons-logo.svg

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur Les dépressions.

Dépression des latitudes moyennes:

Cyclone tropical et subtropical:

Dépression polaire :

Notes et références [modifier]

  1. (fr) Cyclone [archive], Curieux, Météo-France. Consulté le 2007-06-18
  2. (en) Abhijit Mukherjee, « Henry Piddington [archive] », Banglapedia. Consulté le 2007-06-18
  3. (fr) Dépressions [archive], Curieux, Météo-France. Consulté le 2007-03-15
  4. (fr) Définition d'un cyclone tropical [archive], Météo-France. Consulté le 2007-02-25
  5. a et b (en)Commission for Climatology, « World Record Wind Gust: 408 km/h [archive] », Info note, Organisation météorologique mondiale. Consulté le 2010-02-12
  6. (en) Dr. DeCaria, « ESCI 241 – Meteorology; Lesson 16 – Extratropical Cyclones [archive] », 2005, Department of Earth Sciences, Millersville University, Millersville, Pennsylvania [archive]. Consulté le 2006-10-21
  7. (fr) Glossaire des ouragans [archive], Centre canadien de prévision d'ouragan. Consulté le 2007-05-14
  8. (en)Tornado Outbreaks Associated with Landfalling Hurricanes in the North Atlantic Basin: 1954–2004 [archive], 14 août 2006, Meteorology and Atmospheric Physics Special Issue on Tropical Cyclones, CIMMS. Consulté le 2008-02-05
  9. (en)Curtis, L., « Midlevel dry intrusions as a factor in tornado outbreaks associated with landfalling tropical cyclones from the Atlantic and Gulf of Mexico », dans Weather Forecasting, no 19, 2004, p. 411-427 
  10. (en)Edwards, R., Tornado production by exiting tropical cyclones, American Meteorological Society, coll. « 23e Conférence sur les ouragans et la météorologie tropicale / Pré-impressions », Dallas, 1998, 160-163 p.  Lire en ligne [archive]
  11. (en)Gentry, R.C., « Genesis of tornadoes associated with hurricanes », dans Monthly Weather Revue, no 111, 1983, p. 1793-1805  Résumé en ligne [archive]
  12. Jan Heino, sous-directeur général de la FAO, responsable du Département des forêts explique

 

 

Ce document provient de « http://fr.wikipedia.org/wiki/Cyclone ».


ema2100 / Webuz2tv / 2010.
Repost 0
Published by ema2100 , et son Site/Blog sur l'actu.music,web,.. - dans Météo(France-Europe-Monde).
commenter cet article

KDO 2011/ 2012/2013.... :

Moteur De Recherche :

Traduction :

"Dieu est mort" F. Nietzsche.

Liste D'articles

  • U2-Songs of Innocence-Tout sur l'album 2014-2015.
    Le nouvel album rock-post-punk du groupe irlandais U2 en 2014. New album "Songs Of Innocence" released 9th September 2014. Téléchargement gratuit du nouvel album de U2 en 2014-2015. * * U2 "Songs of Innocence" :le nouvel album. Genres/Styles : Rock,post-punk,rock-alternatif,pop-rock,...
  • Zik du jour : Interpol -My Blue Supreme-2015-2016
    Anor Londo de Dark Souls 1 en version :"My Blue Supreme", par l'excellent groupe post-punk américain Interpol. Anor Londo en version "My Blue Supreme". Vidéo :Interpol - My Blue Supreme Unofficial Music Video. Interpol - My Blue Supreme off (magnificent)...
  • Tantra et Plaisirs Infinis des Massages-Le bonheur en 2015
    Les techniques du Tantra/Tantrisme pour: des massages sensuels aux plaisirs infinis. Les meilleures vidéos sur le tantrisme, et les massages (relaxant,plaisirs,..). Le meilleur du tantra en 2015,2016,.... Tendresse,Massages,Sensualité,Respect, Définitions,Techniques,Détentes,Anti-...
  • U2-Songs of Experience-Analyse et téléchargement-Videos
    U2 "Songs of Innocence" :Guide titre par titre du nouvel album du groupe rock U2.Téléchargement,détails et analyse de ce nouvel opus....etc... U2 "Songs of Experience" : Dans la foulée de la sortie de leur nouvel album "Songs of Innocence", le célèbre...
  • Télécharger gratuitement leur nouvel album-2014-2015.
    Télécharger gratuitement leur nouvel album-2014-2015 New Song from U2 ´s album "Songs of Innocence" 2014- Download it from iTune from their new album "Songs Of Innocence" released 9th September 2014. Télécharger gratuitement et légalement le nouvel album...
  • U2 "Cedarwood Road"-Clip and Live version 2014-2015.
    U2 "Cedarwood Road" : "Cedarwood Road" est un ecellent titre punk-rock extrait du nouvel album du groupe irlandais U2.Il est issu de leur nouvel opus:"Songs of Innocence" sortit le 9 septembre 2014-released 9th September 2014, (gratuitement pour plus...
  • U2 "Raised by Wolves"-Track Videos and Live version 2014.
    U2 "Raised by Wolves" : "Raised by Wolves" est un très bon morceau extrait de l'excellent nouvel album du groupe irlandais U2. Il est issu de leur nouvel opus:"Songs of Innocence", sortit (gratuitement ,merci Apple) le 9 septembre 2014-released 9th September...
  • U2 "Volcano"-Rock Video and Lives-2014-Miracle Tour 2015
    U2 "Volcano"-Rock video and lives-2014-Fire 2015. "Volcano" est un ecellent titre rock extrait du (surprenant) nouvel album du groupe irlandais U2.Il est issu de leur nouvel opus:"Songs of Innocence" sortit (gratuitement) le 9 septembre 2014-released...
  • U2-The Miracle (of Joey Ramone)-New Single Punk-Rock 2014
    U2-"The Miracle (of Joey Ramone)" : "The Miracle (of Joey Ramone)" est un ecellent titre rock/punk-rock du nouvel album du groupe irlandais U2 .Il est extrait de leur nouvel opus: "Songs of Innocence" sortit le 9 septembre 2014-released 9th September...
  • U2 "The Troubles"-featuring Lykke Li-Vidéo analyse et Live.
    U2 "The Troubles" (featuring Lykke Li) : "The Troubles" est un excellent titre extrait du nouvel album du groupe irlandais U2 .Il est issu de leur nouvel opus : "Songs of Innocence" sortit le 9 septembre 2014-released 9th September 2014. * * Que pensez-vous...

Articles les plus lus en 2011/12:

Le meilleur antivirus gratuit en 2011 et 2012-la sécurité pc
Tantra et plaisirs infinis des massages-vidéos et techniques
Les meilleurs jeux vidéo gratuits-pc et flash games-2011-2012
The fly is an "acrobat"-le meilleur du cyberpunk u2 web 3.0
Application android:le meilleur antivirus gratuit en 2011-2012
Le meilleur navigateur en 2012 sous windows-apple-web 3.0

Flux Web3u2free / S'abonner

http://labs.ebuzzing.fr

Liens/links 2011/2012

Web3u2free/Visites/2012 :

 


  Il y a actuellement    personnes connectées sur OverBlog dont     sur ce blog