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phenomenesnaturels
Description du blog :
phénomènes naturels:textes de présentation et images.
Catégorie :
Blog Sciences
Date de création :
07.11.2008
Dernière mise à jour :
13.11.2008
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ouragan et tornade
ouragan et tornade
Publié le 09/11/2008 à 12:00 par phenomenesnaturels
Une tornade 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.
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.
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
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.
Vortex
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
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 veux 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. De 800 à 1 200 tornades sont observées chaque année
dans ce pays et une vingtaine atteignent le degré F4 ou F5.
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.
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). Le Royaume-Uni vient ensuite avec une densité de 0,00013 (33
tornades annuellement). 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 :
_Le Bangladesh
_L'Inde
_L'Argentine
_L'Italie
_L'Australie
_La Nouvelle-Zélande
_L'Afrique du Sud
_L'Allemagne
_L'Estonie
_L'Uruguay
Le nombre et la densité 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.
Climatologie
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. 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 Perdue (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. La région à plus fort risque se situe dans le quart nord-ouest de la France
(comme ce cas du 3 août 2008 dans la région de Maubeuge qui fit 3 morts et 9 blessés), 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.
Naturellement, la fréquence des tornades plus faibles est plus grande. 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. 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. 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
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 dûs 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.
Extrêmes
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 et elle est encore la troisième plus coûteuses de ce pays (coût normalisé pour l'inflation).
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. 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.
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. 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 générée 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.
Précautions à prendre en cas de tornades
Selon différents guides de protection, il faut prendre les précautions suivantes lorsqu'une tornade est annoncée ou repérée.
_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.
Conditions de formation
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
Création de la tornade
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.
(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.
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.
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
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.
Vortex
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
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 veux 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. De 800 à 1 200 tornades sont observées chaque année
dans ce pays et une vingtaine atteignent le degré F4 ou F5.
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.
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). Le Royaume-Uni vient ensuite avec une densité de 0,00013 (33
tornades annuellement). 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 :
_Le Bangladesh
_L'Inde
_L'Argentine
_L'Italie
_L'Australie
_La Nouvelle-Zélande
_L'Afrique du Sud
_L'Allemagne
_L'Estonie
_L'Uruguay
Le nombre et la densité 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.
Climatologie
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. 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 Perdue (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. La région à plus fort risque se situe dans le quart nord-ouest de la France
(comme ce cas du 3 août 2008 dans la région de Maubeuge qui fit 3 morts et 9 blessés), 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.
Naturellement, la fréquence des tornades plus faibles est plus grande. 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. 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. 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
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 dûs 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.
Extrêmes
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 et elle est encore la troisième plus coûteuses de ce pays (coût normalisé pour l'inflation).
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. 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.
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. 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 générée 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.
Précautions à prendre en cas de tornades
Selon différents guides de protection, il faut prendre les précautions suivantes lorsqu'une tornade est annoncée ou repérée.
_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.
Conditions de formation
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
Création de la tornade
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.
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