Les tempêtes : contexte favorable à leur apparition

L’essentiel des perturbations touchant l’Europe prend naissance sur l’Atlantique mais certaines dépressions naissent sur la Méditerranée et intéressent en premier lieu l’Europe du Sud (Espagne, sud de la France et Italie notamment).

On s’intéressera ici essentiellement aux tempêtes associées aux dépressions atlantiques. Leur genèse et développement fait appel à des mécanismes complexes. On sait aujourd’hui qu’une tempête se fabrique avec les 3 conditions nécessaires suivantes :

  • Présence d’un gradient de température marqué entre le sud et le nord du rail de dépressions (forte baroclinie de grande échelle). À cette échelle synoptique, on peut appliquer une loi d’équilibre, la relation du vent thermique, qui relie l’intensité du courant-jet en altitude et le gradient thermique. De ce fait, l’intensité du courant-jet en altitude constitue la source d’énergie de toute cyclogenèse et contraint le déplacement vers l’est des dépressions. Les dépressions naissent généralement au sud de la zone d’accélération du vent.
  • Présence de précurseurs au niveau du courant-jet qui par interaction barocline vont amplifier une petite dépression de surface se situant en aval.
  • Certaines tempêtes peuvent trouver leur origine dans un cyclone tropical atlantique en fin de vie qui a conservé une énergie suffisante et qui, repris par les courants d’ouest, l’amène jusqu’en Europe. On parle ici de transition d’un cyclone tropical quittant son environnement favorable (température élevée de l’océan et faible cisaillement vertical du vent) pour affronter un environnement qui lui est « hostile » (environnement barocline des latitudes moyennes). Sa dynamique se transforme en conséquence et le cyclone peut soit se dissiper soit se réintensifier en tant que cyclone extra-tropicale. En Atlantique Nord, les cyclones résultants peuvent toucher directement les côtes de l’Amérique du Nord ou de l’Europe (un cas tous les 1 à 2 ans).

Le rail des dépressions

Dans l’hémisphère Nord, un concept utile est celui de « rail des dépressions » (« storm-track »). Comme son nom l’indique, il correspond aux zones préférentielles des trajectoires des dépressions des moyennes latitudes. Dans l’hémisphère nord, il existe deux rails des dépressions, l’un au-dessus de l’Atlantique et l’autre au-dessus du Pacifique.
Le rail atlantique, pertinent pour l’Europe, commence toujours dans la région de Terre-Neuve. Sa position est étroitement associée à celle du courant-jet (« jet-stream »), rapide tube de vent très fort d’ouest (typiquement 200 km/h) situé vers 8-10 km d’altitude.

Le courant jet

Courant jet le 25/11/2016

Le courant-jet

Une étude climatologique du courant-jet (Ayrault, 1998) montre qu’il se situe en moyenne vers 50-55°N, et qu’il difflue en général vers 10°W.

Il est associé à un contraste thermique horizontal entre les zones se situant de part et d’autre de sa trajectoire.

Ces contrastes représentent une énergie potentielle convertible en vent ; ils sont nécessaires mais non suffisants pour générer des phénomènes extrêmes.

L’augmentation du vent dans une dépression dépend de la synchronisation, au sein du rail, entre un tourbillon précurseur vers 9 km d’altitude et un autre, décalé vers l’est, près du sol (description dans l’article suivant). La région la plus favorable à l’amplification des tempêtes est l’extrémité est du jet.
De tels développements peuvent être de nature « explosive ». Les systèmes dépressionnaires se suivent sur le rail au rythme d’environ un par 24 à 36 heures en hiver. Leurs dimensions caractéristiques sont comprises entre 1000 et 2000 km. Certains atteignent l’Europe de l’ouest, mais beaucoup meurent au-dessus de l’océan, et nombre d’entre eux sont renvoyés vers les hautes latitudes de l’Atlantique.

Animation du courant-jet du 1er au 28 février 2016
Animation du courant jet en février 2016

La période où les vents sont les plus forts s’étend d’octobre à mars sur la majeure partie du pays. Dans des circonstances extrêmes, l’intensité du jet sera exceptionnelle et son extension vers l’est non moins remarquable. C’est cette configuration qui entraîne un renforcement des vents au dessus du continent, alors qu’en temps normal la disparition du jet à l’approche des côtes françaises et l’effet du frottement continental conduisent à une atténuation du phénomène.

L’exemple de la tempête Klaus

Le caractère remarquable de la tempête Klaus qui a touché fortement la France et le sud-ouest de l’Europe le 24 Janvier 2009 est lié au courant-jet qui a atteint, à certains endroits, des vitesses record de 400 km/h. Cette situation particulière peut être comparée avec les tempêtes Lothar et Martin des 26 et 27 décembre 1999.

Jet Stream du 23/01/2009 à 12 utc
Courant-jet à 300 hPa le 23 janvier à 12 UTC : particulièrement intense il a entraîné l’exceptionnelle violence de la tempête Klaus
Les plages colorées correspondent à des vitesses du vent supérieures à 90 km/h, les flèches sont les vecteurs vitesse

En savoir plus :
Ayrault, F. (1998) : Environnement, structure et évolution des dépressions météorologiques : réalité climatologique et modèles types. Thèse de Doctorat de l’Université P. Sabatier, Toulouse, 328 pp.

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