Caractérisation de la sévérité des tempêtes

La caractérisation d’une tempête nécessite en premier lieu de pouvoir déterminer de manière automatique son heure de début et de fin permettant ensuite d’en déduire son extension spatiale et l’intensité maximale des rafales de vent pendant l’événement (voir l’article précédent).
Pour comparer les évènements de tempêtes entre eux, il convient ensuite de définir un indice traduisant leur sévérité.

Trois indices permettent d’estimer la sévérité des tempêtes selon les données disponibles.
Ces indices visent à représenter les conséquences des vents violents en considérant la vitesse du vent au cube.

L’indice de sévérité SSIs : un indice national, régional mais aussi départemental

Pour s’affranchir de la notion de durée des tempêtes qui présente des incertitudes avant 1995, durée qui de surcroît n’est pas applicable à des échelles infra-nationale, nous avons mis au point un indice dénommé SSIs (SSI : Storm Severity Index), qui s’appuie exclusivement sur les surfaces relatives (exprimées en %) des zones affectées par des rafales supérieures à 100, 120, 140 ou 160 km/h multipliées par ces valeurs de vent au cube pour tenir compte de leur puissance destructrice (loupe animée la formule).

Applicable au niveau national depuis 1980, cet indice permet de comparer les différents évènements entre eux. Mais il permet également un classement des tempêtes majeures par régions ou départements (voir le résultat dans l’article Tempêtes remarquables par régions). Pour ces raisons, l’indice SSIs est l’indice retenu pour l’étude de nos tempêtes en France métropolitaine.

Les 25 tempêtes les plus sévères représentation sous forme de diagramme à bulles
Diagramme Bulles SSIs des 25 tempêtes les + sévères
Les 25 tempêtes les plus sévères selon l’indice de sévérité SSIs
Histogramme SSIs des 25 tempêtes les + sévères

Un événement tempête est qualifié de :

  • modéré pour un indice SSIs inférieur à 4 ;
  • fort pour un indice SSIs compris entre 4 et 12 ;
  • exceptionnel pour un indice SSIs supérieur à 12.

Parmi les 322 tempêtes répertoriées depuis 1980 :

Remarque : cet indice est une valeur normée entre 0 et 100 sans unité. Quand le vent reste inférieur à 100 km/h sur la totalité de la zone (pas de tempête) l’indice SSIS vaut 0. À l’autre extrémité, la valeur 100 correspondrait à un événement pendant lequel toute la zone subirait des rafales de vent supérieures à 160 km/h à un moment ou un autre de l’événement. La croissance de l’indice n’est pas linéaire, mais s’accélère quand le vent franchit les seuils 120, 140 et 160 km/h.

L’indice de sévérité SSI

L’indice SSI (Storm Severity Index) (loupe animée la formule) développé pour les réanalyses atmosphériques, se calcule au pas horaire et cumule, sur la zone affectée par la tempête, les vitesses de vent au cube dépassant le seuil défini (100 km/h et percentile 98).
Cet indice permet de caractériser au mieux les effets des vents forts à la meilleure résolution spatiale et temporelle, mais son calcul n’est possible qu’après 1995, date de disponibilité des données d’observations horaires. Pour cette raison il n’a pas été retenu pour l’étude de nos tempêtes.
Toutefois, les cartes de sévérité basées sur cet indice sont proposées dans les fiches Tempêtes historiques dont la date est postérieure à 1995.

Indice de sévérité SSI de la tempête Dirk Indice de sévérité SSI de la tempête Xynthia
Sévérité Dirk Sévérité Xynthia

L’indice de sévérité de Lamb

L’indice de sévérité le plus célèbre est l’indice de Lamb basé sur la formule de H.H. Lamb (loupe animée la formule) et K. Frydendahl (1991). Cette formule évalue la sévérité globale d’une tempête à partir de la vitesse maximale des rafales de vent au cube, la durée et la surface affectée par la tempête.
Son intérêt est de ne pas nécessiter de données horaires de vent qui ne sont disponibles en France qu’à partir de 1995.

Le défaut de l’indice Lamb est de donner un poids important à la durée de l’évènement qui est parfois difficile à déterminer précisément, notamment si deux tempêtes se suivent rapidement. Un autre cas difficile à trancher concerne les tempêtes qui s’attardent en régions méditerranéennes entretenues par le contexte orographique.

Ainsi dans notre base, les épisodes tempétueux de novembre 1982 et de février 1984 apparaissent selon l’indice de Lamb comme deux tempêtes majeures principalement du fait de la durée de ces 2 événements : 55 heures pour l’épisode de 1982 et 41 heures pour celui de 1984. Elles arrivent respectivement au rang 1 et au rang 3 selon cet indice, mais aux rangs 3 et 6 selon l’indice SSIs décrit plus haut.

Un événement tempête est qualifié de :

  • modéré pour un indice de Lamb inférieur à 250 ;
  • fort pour un indice de Lamb compris entre 250 et 1000 ;
  • exceptionnel pour un indice de Lamb supérieur à 1000.

Parmi les 322 tempêtes répertoriées depuis 1980 :

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