► qu'est-ce qu'une tornade ?

► caractéristiques principales d'une tornade

Il s'agit du phénomène météorologique le plus intense et le plus destructeur qui soit, mais compte tenu de leur courte durée de vie et de leur largeur limitée, les tornades passent parfois inaperçues quand elles sont de faible intensité. En France, en moyenne, les tornades ne durent que quelques minutes, pour une trentaine de mètres de large et un couloir de dégâts de 1 à 2 kilomètres de long. Il est relativement rare qu'une tornade sévisse plus de 10 minutes et que sa trajectoire au sol excède 10 kilomètres.

En France, la majorité des tornades se déplacent du sud-ouest vers le nord-est, et suivent en cela l'axe de déplacement privilégié des orages. La trajectoire la plus fréquente en saison froide est plutôt orientée ouest - est.

La vitesse de translation d'une tornade est directement liée à celle du nuage orageux dont elle dépend. En moyenne, elle se déplace latéralement à une cinquantaine de km/h.

Les tornades sont majoritairement dotées d'une rotation cyclonique dans l'hémisphère nord et d'une rotation anticyclonique dans l'hémisphère sud. On peut néanmoins rencontrer des rotations anticycloniques dans l'hémisphère nord, mais elles concernent essentiellement les tornades non-supercellulaires. Ce sens privilégié de rotation est intimement lié à l'organisation habituelle des vents lors des dégradations orageuses propices aux tornades, beaucoup plus qu'à l'influence de la rotation de la Terre.

La couleur de la tornade dépend étroitement de la nature du terrain et des projectiles qu'elle arrache au sol. Elle peut ainsi varier du gris clair (cas le plus fréquent) au rouge lorsqu'elle s'abat sur un sol argileux. Mais parfois, notamment dans le cas des tornades de faible intensité, le corps de la tornade peut apparaître tronqué, notamment dans sa partie médiane. En effet, la tornade, qui n'est qu'un vent tourbillonnant, devient visible d'une part par les débris qu'elle véhicule mais aussi par la condensation de la vapeur d'eau en son sein : quand l'air pénètre dans la tornade, la forte baisse de pression qui y est associée génère une dilation et un refroidissement de l'air. S'il se refroidit suffisamment, la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense en gouttelettes qui donnent ainsi à la tornade la même teinte que le nuage dont elle est issue. Quand l'air environnant est sec dans les basses couches, il faut une chute de pression importante pour déclencher la condensation : dès lors, pour peu que la tornade soit de médiocre intensité, la condensation ne se fait pas et le tube de la tornade demeure quasi invisible et n'est détectable que près du sol, là où les débris et la poussière tracent le corps du tourbillon.

Les tornades s'accompagnent d'un bruit souvent comparé à celui d'un réacteur, d'un hélicoptère volant en rase-motte, ou du bruit que l'on entend dans une voiture roulant à vive allure avec les fenêtres ouvertes.

Contrairement à idée répandue, les tornades ne sont pas un phénomène rare en France. L'Europe de l'ouest, les Etats-Unis et l'Australie sont les régions du globe les plus fréquemment frappées par les tornades, et la France ne fait pas exception au sein du continent européen, bien au contraire. Les statistiques et estimations récentes montrent qu'une quarantaine de tornades se forment chaque année en France, soit environ une tous les dix jours.

Certes, les Etats-Unis enregistrent en moyenne 1500 tornades par an. Mais le territoire américain est 14 fois plus grand que la France. Si la fréquence au kilomètre carré est donc supérieure en moyenne aux Etats-Unis, la fréquence des tornades en France est loin d'être négligeable et il ne se passe pas une année sans que des dégâts importants soient infligés par une tornade en un ou plusieurs points de notre territoire.

Il convient ici de tordre le cou à l'expression passe-partout "mini-tornade". Cette dénomination, qui n'a aucune signification météorologique, est abusivement employée pour désigner des vents violents de toutes natures. On y mêle sans distinction les rafales descendantes, les tempêtes et les tornades. Il s'agit d'un abus de langage dommageable, dans la mesure où d'une part il nuit à l'éducation du public en introduisant une lexicologie fantaisiste, et où d'autre part il met sur le même plan des phénomènes météorologiques qui répondent à des processus totalement différents.

► comment se forme une tornade ?

On entend souvent dire que les tornades se forment suite à la rencontre brutale entre de l'air chaud et de l'air froid. Cette simplification est abusive et n'explique en rien le processus de formation des tornades : sous nos latitudes tempérées, des masses d'air froid et des masses d'air chaud se confrontent en permanence, sans que pour autant nous ayons à déplorer des tornades chaque jour.

Même s'il demeure un certain nombre de mystères relatifs à la naissance d'une tornade, les principaux mécanismes à l'œuvre sont désormais connus. Dans tous les cas, la tornade se forme sous le courant ascendant d'air chaud d'une cellule orageuse et résulte du redressement à la verticale de tourbillons d'axe horizontal présents dans l'environnement. Ces tourbillons d'axe primitivement horizontal sont la conséquence d'un cisaillement des vents dans l'atmosphère (changement de direction et de vitesse du vent avec l'altitude). Dès lors, les éléments nécessaires à la formation d'une tornade sont : un cisaillement des vents et une instabilité atmosphérique.

Sur cette base commune, on distingue deux principaux modes de formations :

- tornades mésocycloniques : ces tornades sont issues d'une rotation d'ensemble de la colonne d'air ascendant qui alimente l'orage (mésocyclone). Cette rotation d'ensemble est imprimée par le redressement à la verticale des tourbillons d'axe horizontal générés par le cisaillement vertical des vents, et constitue dans les couches moyennes de l'atmosphère un meso-vortex d'un diamètre moyen d'une dizaine de kilomètres. Ce tourbillon vertical ne suffit néanmoins pas à donner naissance à une tornade, ce qui explique d'ailleurs qu'une majorité de supercellules ne génèrent pas de tornade. Ainsi, pour entrer en phase tornadique, le tourbillon vertical déjà constitué à l'étage moyen est indispensable, dans la mesure où il distribue favorablement les flux convectifs et organise un courant descendant décalé par rapport au courant ascendant. Néanmoins, s'il est nécessaire, ce mésocyclone de l'étage moyen n'est pas suffisant et doit être doublé par un mésocyclone en basses couches, généralement situé entre 1 et 2 km d'altitude. C'est ce dernier qui va permettre à la rotation de s'accélérer et de se concentrer en un tourbillon de quelques centaines de mètres de diamètre. La génération de ce mésocyclone de basses couches résulte de l'interaction et de la mise en phase entre la rotation imprimée par le mésocyclone des couches moyennes et le courant descendant d'air froid de l'orage, qui va produire près du sol un fort tourbillon horizontal par effet barocline (renforcement du gradient horizontal de température). Ce tourbillon horizontal basculera efficacement à la verticale grâce à la proximité des fortes ascendances convectives. C'est ainsi quand la circulation supercellulaire est à maturité que le mésocyclone de basses couches se constitue en renfort du mésocyclone de l'étage moyen, avec un décalage latéral du côté de l'interface avec les courants descendants. La supercellule entre alors en phase tornadique : la circulation rotative étant en équilibre cyclostrophique, la quasi-totalité de l'air circulant autour de la tornade en formation est contraint de s'y engouffrer par le bas. Pour peu que le mésocyclone soit stable, le mécanisme s'emballe et, par conservation du moment cinétique, la circulation se concentre en s'accélérant en un tube qui gagne rapidement vers le sol. La tornade se forme alors, et concentre ses vents les plus intenses dans les 2 à 300 mètres les plus proches du sol.

- tornades non-mésocycloniques : alors qu'une tornade issue d'un mésocyclone résulte d'une rotation en profondeur de l'atmosphère, une tornade non-supercellulaire ne met en jeu que les plus basses couches atmosphériques. Dès lors, les tornades non-mésocycloniques présentent une durée de vie courte et une intensité faible à modérée, qui ne peut prétendre excéder le niveau F2 que dans de très rares cas. Elles n'en sont pas moins à négliger, dans la mesure où elles représentent la majorité des cas de tornades. Ces tornades se forment dans la phase de développement d'un nuage convectif, sans nécessité d'une interaction avec un courant descendant, par exploitation d'un misocyclone induit par des discontinuités de surface associées à une forte convergence en basses couches (front de brise par exemple). En résumé, ces tornades se forment lorsqu'une forte convection s'enclenche en aplomb d'un misocyclone (circulation rotative d'un diamètre inférieur à 4 km), ce dernier étant généré par une discontinuité de basses couches.

Visuellement, une tornade en formation se manifeste sous la forme d'un appendice qui se constitue sous la base du nuage d'orage. Ce petit appendice (tuba) prend progressivement de l'ampleur et commence à se prolonger en direction du sol. Généralement, dans le même temps apparaît au niveau du sol un début de buisson, c'est-à-dire un soulèvement de poussières. Ce dernier indique que le tourbillon de vent se prolonge jusqu'au sol : la tornade est formée. Le plus souvent, dans les secondes qui suivent, la jonction entre le sol et la base du nuage orageux devient visible, sous la forme d'un entonnoir continu. Son apparence varie alors de façon importante au cours de sa brève durée de vie et peut aller d'un fin cordon tortueux et incliné à une massive tornade large et verticale. Les tornades les plus intenses se présentent généralement sous la forme d'une colonne relativement courte et parfaitement verticale. Néanmoins, ce ne sont pas les tornades les plus larges qui sont nécessairement les plus violentes : il n'est pas rare que les tornades de forte intensité n'excèdent pas 200 à 300 mètres de large, alors que certaines tornades de plus d'un kilomètre de diamètre ont déjà été classées d'intensité F1. L'extension verticale de la tornade dépend étroitement de la hauteur de la base de nuage d'orage. Néanmoins, quelle que soit la hauteur de la base du nuage, la rotation s'étend depuis le sol jusqu'aux niveaux moyens de la cellule orageuse (du moins dans le cas des supercellules) ; on peut donc considérer qu'une tornade implique ordinairement une rotation sur 4 à 6 km de hauteur, même si seuls quelques centaines de mètres en sont visibles sous le nuage d'orage.

Une tornade se dissipe soit par défaut d'instabilité (affaiblissement des ascendances) soit si elle est confrontée à un environnement qui n'assure plus une convergence et une rotation suffisantes. Généralement, une tornade se dissipe lorsque la cellule orageuse à laquelle elle est associée entre dans une phase dominée par la subsidence (renforcement des courants descendants et destruction de leur équilibre avec les ascendances).

► tornade à multi-vortex

Une tornade à multi-vortex désigne une tornade où cohabitent au moins deux tourbillons. Ces tourbillons tournent habituellement autour d'un centre commun, ou tournent parfois les uns autour des autres. Dès lors, les tornades à multi-vortex sont souvent à l'origine de dommages particulièrement sévères.

► échelle de Fujita

Système international de notation de l'intensité des tornades. Elle tient son nom de son concepteur, le Dr Theodore FUJITA. Elle a fait l'objet en 2005 et 2006 d'améliorations notables qui ont conduit à la mise en vigueur, depuis janvier 2007, de l'échelle améliorée de Fujita. L'ancienne échelle est encore utilisée dans de nombreux pays du monde.

Dégâts-types associés à chaque niveau de l'échelle

► l'échelle améliorée de Fujita (EF-scale)

L'échelle la plus couramment utilisée pour juger de l'intensité des tornades est celle mise au point par T. FUJITA au début des années 1970. Elle repose sur l'évaluation de la nature et de l'étendue des dégâts observés suite au passage des tornades. Cette échelle a fait l'objet d'une réévaluation en profondeur durant l'année 2005. Un groupement composé de météorologues, d'experts en bâtiments et d'ingénieurs a réajusté précisément les vitesses de vent à l'échelle des dégâts, en étudiant les effets du vent sur plus d'une vingtaine de types de construction différents.

L'échelle améliorée de Fujita est en usage de référence aux Etats-Unis depuis 2007. KERAUNOS utilise cette échelle également depuis 2007.

► qu'est-ce qu'une trombe ?

Phénomène tourbillonnaire se présentant sous la forme d'un entonnoir touchant une surface d'eau (mer, lac...). Les trombes se rencontrent sous les Cumulus ou sous les Cumulonimbus dans certaines conditions d'instabilité et de cisaillement. Une trombe est ordinairement moins puissante que la tornade, sa cousine terrestre.

Par le passé, le terme "trombe" était générique et désignait autant ce que l'on appelle trombe aujourd'hui (on parlait alors de "trombe marine") que ce que l'on appelle tornade aujourd'hui (on parlait alors de "trombe terrestre").

► qu'est-ce qu'un tuba ?

► qu'est-ce qu'un gustnado ?

► qu'est-ce qu'un diable de poussière ?