Tempête & Cyclone extratropical et tropical
Météorologie > Vent
Qu'est-ce qu'une tempête ?
Une tempête correspond à l'évolution d'une perturbation atmosphérique, celle-ci affecte généralement une zone de basses pressions de l'atmosphère (large de 1 000 à 2 000 km). À cet instant, deux masses d'air se confrontent avec des caractéristiques bien distinctes : notamment des différences de température et de teneur en vapeur d'eau.
Cette confrontation engendre un gradient (taux de variation d'un élément météorologique en fonction de la distance) de pressions très élevées à l'origine de vents violents et de précipitations intenses.
Au strict sens météorologique du terme, une tempête est définie par un vent d'une force 10 ou supérieure sur l'échelle de Beaufort, ce qui signifie une vitesse de vent d'au moins 90 km/h sur une durée d'au moins 10 minutes, et se manifeste le plus souvent dans les régions littorales.
Néanmoins, de profondes perturbations en provenance de l'Ouest et accompagnées le plus souvent de fortes précipitations atteignent nos régions en donnant de forts coups de vent (supérieur à 60 km/h) avec des rafales qui peuvent atteindre 100 km/h. Ces perturbations très actives se manifestent le plus souvent en hiver, et leur temps de passage peut varier d'une heure à une douzaine d'heures environ.
Les tempêtes s'associent souvent à de fortes pluies, des chutes de neige ou de grêle abondantes, ou encore à des orages.
Les différents types de tempêtes
Certaines tempêtes ont un nom particulier comme les typhons, les ouragans, les tempêtes tropicales ou extratropicales, les tempêtes de verglas ou de neige. Il existe également des tempêtes caractérisées par des vents transportant des substances dans l'atmosphère (tempête de poussière, tempête de sable…).
Les tempêtes des latitudes moyennes
Les dépressions des latitudes moyennes en évolution très rapide, 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 dans le sens d'une aiguille d'une montre dans l'hémisphère sud, et le contraire dans l'hémisphère nord, 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 mouvements 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 la 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 0 °C. Si l'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 sont dus à la forte cyclogenèse qui crée un important gradient de pression atmosphérique. C'est la combinaison entre les vents et les précipitations qui vont causer des dégâts.
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 cyclones extratropicaux
Un cyclone extratropical est une dépression atmosphérique qui se forme généralement dans les régions de latitude moyenne, loin des régions tropicales. Contrairement aux cyclones tropicaux, les cyclones extratropicaux ne tirent pas leur énergie de la chaleur latente libérée par la condensation de l'humidité dans l'air. Au lieu de cela, ils sont alimentés par des gradients de température et de pression atmosphérique.
Les cyclones extratropicaux se développent généralement dans les latitudes moyennes, entre environ 30 et 60 degrés de latitude.
La formation d'un cyclone extratropical commence lorsque de l'air chaud et de l'air froid entrent en collision. Cela crée une zone de front, où une masse d'air chaud rencontre une masse d'air froid. Les différences de température entre ces masses d'air provoquent des variations de pression atmosphérique, créant ainsi un système dépressionnaire. Les cyclones extratropicaux se déplacent généralement d'ouest en est, propulsés par les courants-jets atmosphériques et les vents dominants dans les latitudes moyennes.
Ils sont caractérisés par un noyau de basse pression entouré de vents tournant dans le sens antihoraire dans l'hémisphère nord et dans le sens horaire dans l'hémisphère sud. Ces vents peuvent être particulièrement puissants. Les cyclones extratropicaux sont également associés à des fronts météorologiques, qui sont des zones de transition entre l'air chaud et l'air froid.
Les cyclones extratropicaux ont une durée de vie relativement plus longue que les cyclones tropicaux et peuvent se déplacer sur de grandes distances, influençant les conditions météorologiques sur une vaste région. Ils sont responsables de la formation de tempêtes hivernales, de précipitations abondantes, de vents violents et de variations brusques de température.
Exemples de cyclones extratropicaux qui ont touchés la France
Les 26 et 28 décembre 1999, deux tempêtes des latitudes moyennes en développement rapide, nommées respectivement Lothar et Martin, ont traversé la France d'ouest en est. Ces deux cyclones extratropicaux, de type bombe très classique, ont également affecté une bonne partie de l'Europe.
Lothar
Lothar est le nom donné à la tempête qui a dévasté, dans la journée du 26 décembre 1999, les forêts de France, de Suisse, d'Allemagne et du Danemark, causant des dommages sans précédent avec des vents jusqu'à 259 km/h. La dépression a touché le Finistère à environ 2h, et Strasbourg à 11h, elle s'est donc déplacée à environ 100 km/h.
Les vents les plus violents ont ravagé une bande d'environ 150 kilomètres de large le long de la ligne pointe de la Bretagne - Normandie vers l'Île-de-France puis Champagne-Ardenne, la Lorraine et Alsace en France. Elle a poursuivi sa route vers Allemagne et le nord-est y causant le même genre de dommages.
Situation exceptionnelle pour l'Europe, le creusement de cette bombe s'est accentué sur terre pour atteindre 960 hPa (960 mb) en raison probablement d'une interaction forte avec les courants-jets d'altitude qui étaient proches de 400 km/h à 9 000 m d'altitude.
Martin
Cette seconde dépression se déplaçant aussi à une vitesse proche de 100 km/h et très profonde (jusqu'à 965 hPa à 16h en Bretagne) s'est développée au large de la Bretagne le 27 décembre 1999. Pour atteindre la côte de cette région vers 16h. Par la suite, elle s'est dirigée vers Nantes (19h), Dijon (1h le 28 décembre) et enfin l'Alsace (4h). Les régions de toute la côte Atlantique ont été les plus touchées par le vent, en particulier le département de la Charente-Maritime, qui a été le département le plus durement touché (198 km/h à La Rochelle). Le vent continuait à souffler en Corse le mardi 28 au matin. La tempête a également affecté l'Espagne et le nord de l'Italie.
Au nord de la dépression, une injection d'air froid a donné dès l'après-midi du 27, des chutes de neige tenant au sol sur le nord de la Bretagne et la Normandie. Durant la nuit, la neige a atteint le Nord-Est de la France jusque sur le Genevois, laissant même des flocons sur le sud de la région parisienne. Pendant ce temps, le long de sa trajectoire, des quantités importantes de pluie ont causé des inondations. Dans certains endroits des Alpes, la neige a duré deux jours et environ deux mètres de neige sont tombés.
Les tempêtes tropicales et cyclones tropicaux
Une tempête tropicale est un type de phénomène météorologique caractérisé par des vents cycloniques forts et des précipitations abondantes. Elle se forme généralement dans les régions tropicales et subtropicales, au-dessus des océans chauds, lorsque certaines conditions atmosphériques sont réunies.
Les tempêtes tropicales sont classées comme des systèmes météorologiques moins intenses que les cyclones tropicaux, mais plus forts que les dépressions tropicales.
La principale caractéristique d'une tempête tropicale est la présence d'un centre de basse pression entouré de vents forts qui tournent dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère sud.
Les tempêtes tropicales se forment au-dessus des océans chauds, généralement lorsque la température de la surface de la mer est supérieure à 26,5 °C. Lorsque les conditions atmosphériques sont propices, une dépression tropicale peut se développer, entraînant des vents forts et des précipitations. Pour être désigné comme une tempête tropicale, le système doit avoir des vents soutenus d'au moins 63 km/h. Si les vents atteignent 119 km ou plus, la tempête est alors reclassée en cyclone tropical.
La formation d'un cyclone tropical suit généralement plusieurs étapes :
- Une dépression tropicale est un système organisé de nuages, d'eau et d'orages avec une circulation atmosphérique définie en surface et des vents soutenus maximum de moins de 17 mètres par seconde (62 km/h) ;
- Une tempête tropicale est un système organisé de nuages, d'eau et d'orages avec une circulation définie en surface et des vents soutenus maximum entre 17 et 33 mètres par seconde (62-119 km/h) ;
- Un cyclone tropical dont le vent soutenu maximum excède 33 mètres par seconde (environ 119 km/h).
Cyclone tropical, ouragan et autre typhon
Les cyclones tropicaux, les ouragans et typhons 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 termes cyclone tropical, ouragan et typhon désignent un même phénomène tourbillonnaire
En effet, le terme utilisé varie simplement selon les régions où le phénomène se manifeste sur le globe :
- ouragan dans l'Atlantique Nord, l'océan Pacifique à l'est de la ligne de changement de date, et le Pacifique Sud à l'est de 160°E ;
- typhon dans le Pacifique Nord à l'ouest de la ligne de changement de date ;
- cyclone tropical dans le Pacifique Sud-Ouest à l'ouest de 160°E, et dans l'océan Indien.
L'échelle de Saffir-Simpson
Les météorologues utilisent une échelle de 1 à 5 pour catégoriser les ouragans selon la force de leurs vents, selon l'échelle de Saffir-Simpson.
Un ouragan de catégorie 1 a les vents les plus faibles, alors qu'un ouragan de catégorie 5 est le plus intense. Le National Hurricane Center (le centre de prévision des cyclones tropicaux aux États-Unis) classifie les ouragans de catégorie 3 et plus comme étant des ouragans majeurs. Le Joint Typhoon Warning Center classifie les typhons dont les vents atteignent au moins 241 km/h comme étant des super typhons.
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 ;
- 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.
L'œil d'un cyclone tropical
L'œil d'un cyclone tropical est une zone relativement calme et dégagée située au centre d'un cyclone tropical. C'est une caractéristique essentielle de ce phénomène météorologique puissant et destructeur. Dans l'œil, le ciel est souvent dégagé, avec peu ou pas de nuages, et les vents sont généralement faibles. C'est un contraste frappant par rapport à la région entourant l'œil, appelée le mur de l'œil (ou l'anneau de convection), où les vents sont les plus forts et les pluies les plus intenses.
L'œil se forme lorsque l'air chaud et humide s'élève au centre du cyclone, créant une zone de basse pression. L'air se déplace ensuite vers le haut dans l'œil, se refroidit en s'étendant et forme un nuage de condensation. Cela conduit à la formation d'un système nuageux en forme d'anneau autour de l'œil, appelé mur de l'œil. L'air dans le mur de l'œil est en rotation rapide, avec des vents violents et des pluies torrentielles.
L'œil d'un cyclone tropical peut varier en taille, allant de quelques kilomètres à plus de 100 kilomètres de diamètre. Dans les cyclones tropicaux les plus intenses, l'œil peut être très bien défini et offrir une apparence presque calme, ce qui peut tromper les observateurs non avertis. Cependant, il est extrêmement dangereux de s'aventurer dans l'œil d'un cyclone, car les vents violents peuvent se rétablir brusquement lorsque le mur de l'œil est atteint.
Le déplacement des cyclones tropicaux vers les régions tempérées
Il convient de noter que les cyclones tropicaux peuvent également se déplacer vers des régions tempérées après leur formation initiale dans les zones tropicales.
Dans de tels cas, ils peuvent subir une transition extratropicale, où ils perdent progressivement leurs caractéristiques tropicales et deviennent des systèmes plus semblables aux tempêtes extratropicales. Cependant, les cyclones tropicaux qui se déplacent vers les zones tempérées tendent généralement à s'affaiblir à mesure qu'ils perdent leur source d'énergie principale, qui est la chaleur des océans tropicaux.