Tout savoir ou presque sur les tornades

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Une tornade (de l'espagnol tornado, dérivé du verbe tornar, tourner) 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 desnuages d'averses (cumulus bourgeonnant).

Ce phénomènemétéorologique 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).

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 à 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 produire. Il arrive même parfois que de faibles tornades se développent dans le courant ascendant d'un cumulus bourgeonnant. Les cyclones tropicaux, où l'on retrouve des orages, sont également accompagnés de tornades lorsqu'ils entrent sur terre.

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 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.

Trombe marine à Cala Rajada à Majorque, Espagne - Photo : Bäck / Creative Commons

La pression atmosphérique 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 unealtitude de 1 000 mètres). Cette différence de pression serait suffisante pour créer une implosion en passant directement sur une habitation mais les vents qui la précèdent, causent en fait les dommages.

Le mouvement de l'air dans un système en rotation est une balance entre diverses forces. Selon le second principe de Newton exprimé dans les équations primitives atmosphériques, on additionne ces forces pour connaître la force totale qui s'exerce sur le fluide :

La partie de gauche de l'équation est l'accélération que subit la parcelle d'air. À droite on retrouve la force de Coriolis, la variation de pression dans le système, la gravité, laforce centripète et la friction. Dans un système météorologique à grande échelle, comme une dépression, la différence de pression commence le mouvement de l'air des hautes vers les basses pressions. Ce mouvement sera relativement lent et la force de Coriolis pourra dévier l'air vers la direction des Pôles pour donner le vent dans l'atmosphère libre. La friction agit près du sol pour dévier un peu plus l'air vers le centre de la basse pression et donner le vent réel. La force centrifuge, , est négligeable car le rayon () d'un tel système est très grand et la gravité s'exerce vers le bas. Tout ceci donne un sens de rotation bien spécifique selon l'hémisphère, par exemple le sens anti-horaire dans l'hémisphère nord.

Au sein même de la tornade, la balance des forces s'effectue cependant entre la pression atmosphérique et la force centrifuge. En effet, le diamètre et la durée de formation d'une tornade sont de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à ceux nécessaires pour que la force de Coriolis ait le temps de s'exercer. Or la direction de la force centrifuge dépend de la direction initiale de déplacement de l'air et donc n'a pas de sens prédéterminé.

Malgré cela, les vents dans une tornade sont presque toujours cycloniques dans l'hémisphère nord. En effet, leur vortex provient de la concentration d'une rotation des vents de large échelle (synoptique) qui eux sont soumis à cette force, comme expliqué antérieurement. Toutefois, une minorité significative de tornades tournent en sens contraire. Cela est en partie dû à la friction s'exerçant près du sol, par le relief, qui peut orienter le début de la rotation et le sens du cisaillement vertical.

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 (formant une collerette appelée «buisson») 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.

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 Purdue (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 à 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. Par exemple, 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 peuvent être étendues à plusieurs pays de l'Europe de l'Ouest.


WIKIPEDIA mai 2013 (si possible ajouter des photos)

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Pour simplifier les explications ci-dessus (plus utiles à des spécialistes qu'aux néophytes) :

- Les tornades sont dues à l'affrontement de deux masses d'air de températures très différentes. En effet, les tornades se forment quand l'air chaud des basses altitudes rencontre l'air froid des hautes altitudes. C'est la raison pour laquelle, les tornades surgissent généralement en fin de journée quand le soleil a réchauffé le sol pendant de nombreuses heures. Puis elle prend naissance à la base d'un cumulonimbus, qui est un nuage pouvant atteindre des hauteurs vertigineuses.

Plus la surface d'un cumulonimbus est grande, plus le conflit entre l'air chaud et l'air froid prend de l'ampleur jusqu'à former de véritables tourbillons à l'intérieur du nuage. Comme tout nuage, le cumulonimbus contient de l'air humide notamment à sa base ; c'est pour cela qu'au passage d'une tornade, une averse de pluie peut tomber (très faible en général mais les vents font que l'on a l'impression qu'il tombe beaucoup d'eau). Un orage violent, parfois précédé ou accompagné de grêle, naît. Les tourbillons s'accélèrent !

- Au fur et à mesure, des vents chauds et humides sont attirés par la dépression qui génère un mouvement vrillé au sein du nuage orageux. La tornade tourbillonne de plus en plus rapidement. La rotation est amplifiée par une puissante colonne d'[b]air ascendant et tourbillonnant au coeur de la tempête[/b]. Ce phénomène donne naissance à un mésocyclone (circulation cyclonique à l'échelle d'un orage), qui se produit par la réaction des courants aériens chauds et froids.

- Ensuite, la colonne centrale accélère sa rotation et atteint le sol en créant une tornade. La tornade est née !


Image : Les tornades (TPE)


Pouquoi l'air chaud est moins dense que l'air froid ? : L'air est un gaz qui possède une densité. L'air chaud est moins dense que l'air froid car il contient moins de molécules d'air pour un volume égal (les molécules sont plus distantes les unes des autres à cause de leur agitation plus élevée). L'air chaud étant moins dense, il monte en altitude.

Les tornades proviennent quelquefois d'orages isolés, mais le plus fréquemment, elles résultent d'orages supercellulaires (sujet abordé plus loin) associés à des fronts froids ou des lignes de grains.

Un grain est un événement météorologique au cours duquel la vitesse du vent s'accroît de façon brusque et marquée avec un net changement de direction (45 à 90 °), et qui ne dure que quelques minutes. Ce phénomène, particulièrement redouté des voiliers, est fréquemment accompagné d'averses de pluie, de neige ou d'orages.

Selon la définition de l'Organisation météorologique mondiale, les rafales de vent doivent être d'au moins 28 km/h supérieures à la vitesse moyenne du vent pendant une période d'au moins une minute.


Cependant, pour qu'une tornade se développe, il faut que l'air soit excessivement instable. Cela est rendu possible par :

• - le réchauffement de l'air près de la surface grâce à l'action du rayonnement solaire et par un apport d'air chaud et humide,
  
• 
  
• - le refroidissement de l'air en altitude provoqué par un apport d'air.
  

Autrement dit, il est nécessaire qu'une couche d'air relativement froid surmonte une couche d'air relativement chaud et humide. Dans ces conditions, il suffit d'une poussée vers le haut pour que se développent de violents orages qui peuvent dégénérer en tornades.


Les orages les plus violents attirent l'air vers la base de leur nuage avec une grande force. Si l'arrivée d'air a un mouvement rotatif initial, il y aura souvent formation d'un tourbillon extrêmement concentré, se dirigeant de la surface vers l'intérieur du nuage.


La vitesse du vent à l'intérieur d'un tel tourbillon peut excéder 375 km/h. En conséquence, la pression à l'intérieur du tourbillon est très basse. Les vents violents ramassent poussières et débris, et, sous l'effet de cette basse pression, un nuage en forme d'entonnoir se crée, de la base du cumulonimbus jusqu'au sol.

A propos des "minis-tornades"

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 employée 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.

En ce qui concerne l'échelle de Fujita (*voir plus loint), celle-ci sert à évaluer les dégâts et depuis qu'elle a été améliorée évalue mieux également la force des vents...

Donc, les conditions de formation d'une tornade sont :

• 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.

Explications de la thermodynamique (pour comprendre ou pour les plus avertis du phénomène):

Les orages violents se forment dans une masse d'air instable où il y a disponibilité de beaucoup de chaleur et d'humidité à bas niveau et de l'air plus sec et froid en altitude. Une parcelle d'air qu'on soulève diminue de température (T) et de pression (P) avec l'altitude selon la loi des gaz parfaits (). Dans une atmosphère instable, elle atteint un niveau où elle devient plus chaude que l'air environnant: le « niveau de convection libre » (NCL). Elle subit alors la poussée d'Archimède et s'élève librement jusqu'à ce que sa température soit de nouveau en équilibre avec la température environnante. Ce mouvement ascendant, que l'on appelle la convection libre, est un processus libérateur d'énergie, et l'énergie potentielle (Énergie Potentielle de Convection Disponible) emmagasinée dans l'atmosphère instable se transforme en énergie cinétique de déplacement.



Diagramme thermodynamique qui montre que T soulevé adiabatiquement à rapport de mélange constant nous permet de trouver le NCA - Image : Perre_cb , VIGNERON / Creative Commons




Quand la parcelle s'élève, elle se refroidit jusqu'à son point de rosée, à un niveau appelé «niveau de condensation par ascension» (NCA) et la vapeur d'eau qu'elle contient commence à se condenser. Ce niveau peut être atteint avant ou après le NCL. La condensation libère une certaine quantité de chaleur, lachaleur latente, fournie à l'eau au moment de son évaporation. Il en résulte une diminution notable du taux de refroidissement de la masse d'air ascendante, ce qui augmente la poussée d'Archimède en augmentant la différence de température entre la parcelle et l'environnement.

Quelques remarques :

• La base du nuage convectif se situera au NCA alors que son sommet sera au niveau d'équilibre.
  

• L'énergie disponible est d'autant plus forte que le contraste entre les valeurs de température et d'humidité de surface et celles d'altitude est grand: il est par conséquent probable que le nombre d'orages violents augmente avec le réchauffement climatique mais pas nécessairement de façon générale. En effet, l'air des tropiques est très chaud et humide mais il n'y a pas d'orages continuels sur ces régions car c'est toute la colonne d'air qui est chaude et humide. L'instabilité n'y est donc pas aussi grande qu'on pourrait le penser. Le réchauffement planétaire pourrait surtout causer une augmentation des orages violents dans les régions nordiques.
  

Une atmosphère instable comporte souvent une zone d'inversion de température, c'est-à-dire une mince couche d'air où la température augmente avec l'altitude qui inhibe temporairement la convection. Une parcelle d'air s'élevant à travers cette couche sera plus froide que l'air qui l'entoure et aura tendance à être repoussée vers le bas. L'inversion est donc très stable, elle empêche tout mouvement ascendant et rétablit l'équilibre.

Au cours de la journée, lorsque le sol est chauffé par le soleil, l'air emprisonné sous cette inversion se réchauffe encore plus et peut également devenir plus humide du fait de l'évaporation. Si la zone d'inversion est localement érodée par des mélanges avec la couche inférieure ou si des phénomènes à grande échelle la soulèvent en bloc, la couche de surface devenue très instable jaillit violemment à certains endroits. L'air à la surface du sol s'écoule alors horizontalement vers ces points d'éruption et forme de hauts nuages d'orage.

Déclencheurs dynamiques : Même en présence de facteurs thermodynamiques favorables, un courant ascendant n'apparaît que si l'air instable au voisinage du sol est poussé jusqu'à la convection libre. Dans le cas d'une masse d'air uniforme et sans mouvement, le réchauffement seul peut suffir, mais en général, il existe des déclencheurs qui vont permettre de concentrer l'activité orageuse:

• Une inversion locale peut s'atténuer ou même disparaître complètement si un courant-jet d'altitude passe dans le secteur car à l'intérieur du courant-jet, des vents particulièrement intenses, soufflant à plusieurs centaines de kilomètres par heure, se déplacent dans le sens du courant en refoulant vers le bas l'air devant eux et en aspirant vers le haut l'air derrière eux. Ce phénomène d'aspiration ascendante, s'il est suffisamment fort, peut dissiper une inversion et favoriser la formation d'orages ou l'intensification des orages en cours.
  

• La même chose peut se produire avec un courant-jet de bas niveau mais dans ce cas, il s'agit de convergence de masse à gauche du jet qui force l'air empilé à monter comme un pot que l'on presse à sa base.
  

• Des effets locaux comme l'ascension forcée de l'air le long d'une pente par des phénomènes météorologiques à grande échelle ou des brises de mer qui amènent de l'air humide vers une zone instable.
  

• Le passage d'un front froid, où de l'air froid et dense s'avance dans une région plus chaude, se frayant un chemin sous l'air chaud en le soulevant.
  

En général, on repère les zones d'orages violents en analysant le potentiel thermodynamique de la masse d'air et la position où l'on obtient le maximum de déclencheurs dynamiques.




WIKIPEDIA mai 2013 - TORNADE (TPE)

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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.

-> Rotation horizontale :

Tous les vents ne font pas l'affaire. Ils doivent être soumis à un cisaillement vertical très fort en direction et en intensité. La vitesse du vent doit augmenter avec l'altitude et son orientation doit virer du sud-est vers l'ouest. Le cisaillement vertical du champ de vitesses du vent provoque un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal.

Pour comprendre pourquoi, il suffit d'imaginer une roue à palettes, d'axe horizontal, placée dans un champ de vent soufflant de gauche à droite. Si le vent qui frappe le haut de la roue est plus fort que celui qui souffle sur le bas, la roue se met à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. De la même manière, une masse d'air placée dans un champ de vent soumis à un cisaillement est animée d'un mouvement de rotation car le haut de la masse d'air se déplace plus vite que le bas.

Image: Pierre_cb / domaine public

- Basculement de la rotation : Quand les vents entrent en interaction avec un fort courant ascendant, cette rotation autour d'un axe horizontal peut basculer et devenir une rotation autour d'un axe vertical. Le cisaillement de la direction du vent est ainsi une cause directe de la rotation verticale ; les vents qui tournent du sud-est vers l'ouest engendrent une circulation cyclonique (dans le sens inverse des aiguilles d'une montre) de l'air qui s'engouffre à la base du courant ascendant de la dépression.



Basculement du vortex par le courant ascendant Image:NOAA







Wikipedia mai 2013

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D'après les modèles usuels, la naissance d'une tornade à partir d'un violent orage se fait en deux étapes :

• Le courant ascendant de l'orage se met d'abord à tourner. Le basculement de l'axe de rotation semble être le mécanisme principal intervenant à ce stade. La colonne d'air ascendante et en rotation, qui a un diamètre de 10 à 20 kilomètres, constitue lemésocyclone (si, par la suite, il engendre une tornade, ce qui n'est généralement pas le cas, on l'appellera un vortex tornadique). Les observations par radar Doppler ont montré que le mouvement de rotation commence dans la troposphère moyenne, à des altitudes comprises entre quatre et huit kilomètres.
  

• Ce courant tournant se propage ensuite vers le sol par un effet de «tube dynamique». Le long de la colonne en rotation, le champ de pression est en équilibre avec le champ de vents où la circulation est fortement incurvée. En effet, la force dirigée vers l'intérieur, qui s'exerce sur l'air du fait de la faible pression qui règne au centre de la colonne, est équilibrée par la rotation de l'air autour du centre de la colonne.
  

Structure d'un orage supercellulaire avec les mouvements de l'air par les flèches noires, incluant la très large circulation de mésocyclone en rouge et sous celle-ci la tornade de beaucoup plus faible diamètre. On remarque également la présence d'un nuage-mur, ou mur de nuages, sous l'orage, associé avec le courant ascendant - Image Michael Graf (modifiée en français par Pierre_cb) / Creative Commons

Dans ces conditions d'équilibre cyclonique, l'air circule facilement, autour et le long de l'axe du cyclone, mais il ne peut pratiquement pas s'en éloigner ou s'en approcher. Alors qu'auparavant une partie de l'air entrait dans la colonne ascendante à l'altitude des couches moyennes, maintenant, la presque totalité de l'air s'engouffre à la base du tuba. Le cyclone se comporte comme un tube dynamique. Tout se passe comme dans le tuyau d'un aspirateur, hormis le fait que l'air n'est pas canalisé par les parois d'un tuyau mais par son propre mouvement tourbillonnaire. Il en résulte une intensification du courant ascendant et, par conséquent, un renforcement des vents qui convergent sous le cyclone. Du fait du cisaillement de la direction du vent, l'air qui s'engouffre dans le courant ascendant s'élève en tournant autour du centre de la colonne.

-La concentration : D'après une loi fondamentale de la physique, le moment cinétique d'une masse d'air par rapport à son axe de rotation vertical est conservé. Ce moment cinétique est égal au produit de la quantité de mouvement (la masse multipliée par la vitesse) par la distance à l'axe. Par conséquent, à mesure que sa distance au centre diminue, la vitesse de la masse d'air augmente. Elle se met donc à tourner plus vite de même qu'en patinage artistique, la danseuse tourne plus vite quand elle ramène les bras le long du corps.

Donc, à la base du tube dynamique, la vitesse de rotation augmente ; cela provoque un allongement du tube vers le bas, par propagation du mouvement tourbillonnaire plus intense. Les masses d'air qui entrent à la base du tube tournent et montent en gagnant de la vitesse. Elles sont ainsi étirées verticalement. Cet étirement ramène le diamètre du mésocyclone à environ deux à six kilomètres, ce qui renforce encore la vitesse des vents : le moment cinétique de l'air, qui tourne maintenant à une distance plus faible de l'axe, est conservé.

Le basculement, l'effet de tube dynamique, la convergence et l'étirement vertical sont des processus qui s'entraînent mutuellement et qui peuvent, par la suite, former un mésocyclone dont le pied est à une altitude d'un kilomètre et le haut presque au sommet de l'orage à environ 15 kilomètres. Les vents de surface soufflent à des vitesses atteignant parfois 120 kilomètres à l'heure dans toute la région située sous la colonne tourbillonnante. La rotation dans le mésocyclone est cependant encore trop diffuse et trop éloignée du sol pour engendrer des vents de surface très violents.

C'est lors de la seconde étape que de tels vents apparaissent et qu'un violent orage donne naissance à une tornade quand se forme l'œil de la tornade. Pour des raisons expliquées dans la section modélisation ci-dessous, une zone de convergence et d'étirement renforcés, d'un diamètre n'excédant pas un kilomètre, et un peu excentrée, se forme à l'intérieur du mésocyclone, en partie grâce à l'interaction avec le courant descendant de flanc arrière. Des observations par radar Doppler suggèrent ici encore que l'intensification de la rotation commence en altitude, à plusieurs kilomètres au-dessus du sol, puis se propage très rapidement vers le bas. Sur une si petite zone, le mouvement de rotation est assez fort pour que le tuba descende jusqu'à quelques dizaines de mètres du sol. Tout près du sol, les frottements empêchent l'établissement de l'équilibre cyclonique car ils ralentissent le mouvement de rotation.

La plus ancienne photographie de tornade, prise le28 août 1884 à Howard dans le Dakota du Sud - Image: source NOAA / domaine public.

Le gradient de pression entre le cœur de la tornade et l'atmosphère environnante aspire l'air à l'intérieur de celle-ci, à travers une fine couche d'air proche du sol. Du fait de l'inertie, le courant entrant va plus loin que son rayon d'équilibre, tout en conservant son moment cinétique et en gagnant de la vitesse quand il s'approche du centre du cœur, avant de se mettre à tourner brutalement et à monter en spirale. Par conséquent, les vents les plus violents soufflent dans une petite région en forme d'anneau à la base du vortex. Les frottements avec le sol limitent finalement la vitesse de l'air entrant à la base et empêchent donc la tornade de se remplir par le bas ce qui contribue à maintenir la dépression qui règne à l'intérieur.

WIKIPEDIA mai 2013

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Un orage qui produit une tornade dure en général deux à trois heures et donne le plus souvent naissance à une seule tornade dont la durée de vie est relativement courte. La majeure partie de la durée de vie de l'orage est constituée des phases d'organisation et de dissipation. La période de maturité, au cours de laquelle l'orage est susceptible de provoquer une tornade, ne dure parfois que quelques dizaines de minutes.

Au cours de cette phase, l'orage se déplace et emporte avec lui une masse sans cesse renouvelée d'air humide et instable. Dans les cas les plus violents, le courant ascendant et le tourbillon à tornades qui l'accompagne atteignent un état stationnaire, et l'orage devient alors une «supercellule». Dans certaines supercellules, l'intensité du mésocyclone croît et décroît rapidement, ce qui engendre une série de tornades. On a ainsi observé des «familles de tornades» comprenant jusqu'à huit membres disséminés sur une distance de 200 à 300 kilomètres.

À de plus rares occasions, le tourbillon reste actif pendant plusieurs heures et ne donne qu'une seule et longue tornade qui sème la désolation sur son passage. La tornade la plus destructrice que l'on ait jamais enregistrée est la «tornade des Trois États du 18 mars 1925, qui provoqua la mort de 689 personnes, fit 1980 blessés et 11.000 sans-abris. Elle parcourut 352 kilomètres, du sud-est du Missouri au sud-ouest de l'Indiana, en passant par l'Illinois, à une vitesse oscillant entre 85 et 100 km/h.

Séquence montrant la naissance d'une tornade: en haut nuage en rotation, au milieu formation de l'entonnoir et en bas la tornade touchant le sol près de Dimmitt, Texas. Il s'agit d'une des tornades violentes les mieux documentées par le projet VORTEX. Image : NOAA / domaine public

- Entonnoirs uniques et multiples : Les vortex des tornades ont des tailles et des formes très variées. Il est délicat de tirer des conclusions sur la dynamique du cœur du vortex à partir des observations du tuba car l'aspect de celui-ci dépend non seulement de la structure du cœur, mais aussi du degré d'humidité de l'air, des propriétés du sol et d'autres facteurs, et il peut même changer au cours de la vie de la tornade. On peut néanmoins énoncer quelques propriétés générales.

. Les tornades classées «faibles» selon l'échelle mise au point par Tetsuya Théodore Fujita de l'Université de Chicago (F0 et F1 avec la vitesse maximale des vents est comprise entre 65 et 180 kilomètres à l'heure) sont associées à un entonnoir nuageux unique non turbulent, souvent en forme de long cône dont le sommet est en bas et la surface lisse. Le tuba n'atteint généralement pas le sol et les vents verticaux les plus rapides soufflent le long de l'axe central.

. Au contraire, le vortex d'une tornade classée «forte» (pour des vitesses allant de 180 à 330 kilomètres à l'heure) est généralement turbulent et le nuage du tuba - une large colonne qui descend presque toujours jusqu'au sol - est tumultueux et bouillonnant. Dans ces tornades, les vitesses verticales les plus élevées sont atteintes dans l'anneau entourant l'axe central ; elles sont plus faibles sur l'axe central lui-même et peuvent même s'y inverser créant ainsi un courant descendant. Il existe bien évidemment des formes intermédiaires entre ces deux types de vortex.

- La plupart des tornades classées «violentes» (plus de 330 kilomètres à l'heure) ont un aspect très différent : l'«œil» central est clair et calme et il est entouré de deux ou plusieurs vortex secondaires. L'air qui descend dans l'œil sans tourbillonner, est aspiré du haut par la pression extrêmement basse qui règne au niveau du sol ; l'œil est clair car les gouttelettes d'eau de l'air s'évaporent quand celui-ci descend et se réchauffe. Au sol, le courant intérieur rencontre le courant primaire venant de l'extérieur du cœur du vortex. Le courant résultant remonte et crée des vortex secondaires dans un anneau cylindrique autour du courant descendant central.

Les vortex secondaires tournent à la fois très vite autour de leur axe hélicoïdal et autour de l'axe de la tornade. Il semble que les vents les plus rapides à la surface de la Terre, qui approchent 480 kilomètres à l'heure, soufflent à la base de ces vortex secondaires. La découverte de cette structure à vortex multiples entrelacés, au début des années 1970, est très importante car elle a permis d'expliquer les sillons cycloïdaux compliqués laissés sur le sol par les tornades les plus puissantes.

- Electromagnétisme, foudre et autres effets : Les tornades émettent des ondes électromagnétiques dans le spectre radio et un champ électrique mais le mécanisme est encore peu connu. On observe également une corrélation entre les tendances de production de foudre par l’orage. Il n'y a pas plus d’éclairs dans un orage tornadique, parfois il n’y en a aucun, mais les chercheurs ont noté que les éclairs nuage vers sol diminuent souvent en nombre quand la tornade atteint le sol et augmente quand le tuba le quitte. Ils ont également noté un nombre anormalement grand de coups de foudre positif en augmentation. Ces effets électromagnétiques et de foudre n'ont rien à voir avec les causes de la formation des tornades mais seraient plutôt reliés à l'environnement orageux et ses variations lorsque la tornade se produit.

Une tornade et de la foudre dans lesKeys de Floride - Image: Thierry Caro / Creative Commons

Des couleurs et luminosités particulières ont souvent été mentionnés par les témoins mais sont probablement dues au passage de sources extérieures de lumière à travers l'orage : éclairage de rue, explosion d'un transformateur électrique, etc.; car aucune source interne n'a jamais été identifiée.

Finalement, les tornades sont associées avec des changements de température, d’humidité et de pression atmosphérique. Par exemple, lors d’une tornade à Manchester au Dakota du sud le 24 juin 2003, une sonde placée dans la trajectoire a noté une diminution de pression de 100 hPa. La pression est descendue d’abord très graduellement à l'approche du vortex mais soudainement à son passage, alors que la pression minimale a atteint 850 hPa, puis aussi soudainement elle est remontée. La baisse de température et la hausse de l’humidité ont été tout aussi importantes et soudaines.


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Les supercellules et autres orages violents ne sont pas les seuls qui puissent donner des tornades. Des nuages de plus faible intensité tels des cumulus bourgeonnants ou même parfois des cumulus peuvent produire de très faibles tornades de types trombes terrestres et gustnado.

D'autre part, on entend souvent le terme mini-tornade dans les médias. Il ne veut rien dire par lui-même et il est appliqué comme un terme fourre-tout pour désigner un coup de vent qui peut ou non être associé à une tornade. Plusieurs phénomènes énumérés ci-dessous sont souvent décrits comme des mini-tornades au même titre qu'une tornade de faible envergure à cause des dégâts engendrés. Il faut donc réitérer qu'une tornade est associée à un nuage en entonnoir atteignant le sol et qui donne un patron caractéristique de débris. Tout dégât par le vent qui ne peut être relié à ce phénomène ne peut être qualifié de tornade.

- Tornades et cyclones tropicaux : Bien que les conditions de faible cisaillement des vents dans la verticale ne soient généralement pas favorables à la génération de tornades lorsque les cyclones tropicaux sont en mer, ils en donnent souvent une fois que le système touche terre. En effet, la friction du terrain augmente le cisaillement dans le premier kilomètre ce qui va créer le tourbillon horizontal nécessaire. Le courant ascendant dans les orages du cyclone va faire le reste. De plus, l'air plus sec des niveaux moyens de l'atmosphère aux latitudes plus nordiques peut entrer dans les cumulonimbus et générer un courant descendant qui va accentuer le tourbillon.

Le lieu le plus favorable à la formation de ces tornades se situe à une courte distance du point d'entrée sur la terre ferme. Elles se rencontrent surtout à la bordure externe du cyclone, là où la friction exerce le plus fort changement de direction du vent au sol et donc le plus fort cisaillement avec les niveaux supérieurs. On peut même généralement les limiter au quadrant nord à nord-est dans l'hémisphère nord, car c'est dans là que la circulation cyclonique entre sur les terres. Si le cyclone retourne en mer, il peut produire un épisode à chaque réentrée.

En général, ces tornades sont d'intensité plus faible que celles venant de supercellules, car le mésocyclone dans ces orages ne peut s'étendre très loin au-dessus du sol. De plus, il a tendance à rester dans un angle plus aigu avec le sol ce qui donne une plus faible composante de rotation verticale au tourbillon. Finalement, il est rare que ces tornades suivent une trajectoire qui les ramènent vers l'océan, à cause de la direction générale des vents, mais il existe certains cas documentés comme celui de l'ouragan Danny en 1997.

- Trombes terrestres : L'American Meteorological Society définit «trombes terrestres» (par références aux trombes marines) ou landspout (de l'anglais LAND pour terre et SPOUT pour trombe) comme une tornade prenant naissance d'un tourbillon existant dans la couche sous un orage, sans qu'un mésocyclone ne soit présent en altitude. Ces tornades de faible intensité se forment dans une région où le changement des vents selon la verticale ne comportent pas nécessairement un changement de direction ni une différence de vitesse importante. De plus, il n'y a généralement que peu de forçage dynamique : pas de front, de courant-jet, etc.

Lorsqu'une zone de convergence locale crée une faible rotation verticale, cette rotation peut être étirée par le passage d'un cumulonimbus en développement ou d'un gros cumulus bourgeonnant. Ceci donne une rotation intense à très fine échelle appelée miso-échelle (2 km ou moins) sous le nuage. Les trombes terrestres sont de faible intensité (F0 à F2) et se produisent souvent le long de la zone de convergence des brises de mer, des brises de lac ou le long du pied de montagnes. La tornade va avoir l'aspect d'un tube translucide ovale et durera en général moins de 15 minutes.

Elles ont été étudiées en particulier en Floride et au Colorado où ce genre de convergence est commun. On y a remarqué que ces tornades se déplacent le long de la ligne de convergence plutôt qu'avec le vent moyen dans la basse atmosphère. Les trombes terrestres peuvent même se déplacer contre ce vent moyen.

- Gustnado :
L'American Meteorological Society définit un Gustnado (de l'anglais GUST pour rafale de vent et NADO pour tornado) comme une très faible tornade de courte durée de vie que l'on retrouve le long d'un front de rafales provenant d'un orage mais pas directement connecté à celui-ci. On la voit généralement comme un vortex de débris et de poussières. Le terme pourrait être traduit comme Tornade de rafale ou front de rafales tornadique.

Une tornade de front de rafales ougustnado dans le Wisconsin le 4 octobre 2002 - Image: NWS / NOAA / domaine public.

Ce genre de phénomène se produit lorsque les fronts de rafales venant de différentes cellules orageuses se rencontrent sous un cumulus bourgeonnant ou un cumulus. Le gustnado peut même naître à un endroit sans nuage, du moment qu'il y ait un certain mouvement vertical convectif à l'endroit de rencontre des rafales. Ces tornades ne durent que quelques instants et ne causent généralement que peu de dommages. Elles sont apparentées aux tourbillons de poussière.

- Rafales descendantes : On confond souvent les rafales descendantes et les tornades en raison de l’ampleur des dommages qu’elles engendrent. Les vents qui accompagnent une rafale descendante touchent une région qui peut être limitée ou en corridor comme une tornade, cependant les caractéristiques d’une rafale descendante diffèrent de celles d’une tornade. La rafale descendante se caractérise par le fait que de l’air qui n’est pas en rotation se précipite vers la surface de la terre soufflant les obstacles comme on souffle sur un château de cartes, alors qu’une tornade est formée par de l’air en rotation et en ascension. (Pour en savoir plus : rafale descendante).

- Tourbillons : Par ailleurs, le terme tornade est souvent appliqué par abus de langage à divers tourbillons atmosphériques de même échelle, comme les tourbillons de flammes dans les grands incendies et les tourbillons de poussière communs dans les régions désertiques ou semi-arides. Ces phénomènes ne sont associés avec aucun nuage ce qui les distingue des tornades et en plus, les conditions favorables à leur formation diffèrent de celles des tornades. Il existe aussi des tourbillons de neige. (Pour en savoir plus sur les tourbillons : Tourbillon de poussière).






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- Les orages multicellulaires : Lorsque la force et la direction des vents augmentent avec l’altitude de façon linéaire, le courant ascendant de convection n’est plus à la même position que le courant descendant avec la précipitation. Ceci produit un front de rafale qui s’éloigne en arc du cœur de précipitations et repousse la zone d’ascension.

Un surplomb de précipitation se forme donc généralement dans le quadrant sud-ouest de la cellule mère dans l’hémisphère nord alors que les vents dominants de surface viennent de cette direction. Comme le front de rafale se dissocie avec le temps de la cellule initiale en formant des cellules filles, le multi-cellulaire forme donc une ligne d'orages à différents stades de développement. La structure radar de ce type d’orage est caractérisée par des surplombs sur la partie sud-ouest d’une ligne de fort échos et ces surplombs semblent se déplacer dans cette direction alors que la ligne se déplace à 30° et 70% de la vitesse des vents dans la couche où se produisent les orages.

Cycle de vie d'un orage multicellulaire. - Image: Pierre cb / Creative Commons

En général, l'EPCD est moyen dans ce type d'orage, soit entre 800 et 1 500 J/Kg. Selon l'énergie et l'humidité disponibles, ce type d'orage peut donner des rafales de vents violentes, des pluies diluviennes et très rarement des tornades.


- [size=18]Orages supercellulaires : Lorsque le cisaillement des vents tourne avec l’altitude, un renforcement du mouvement vertical sous le courant ascendant et une synchronisation entre le front de rafales descendantes et le courant ascendant peuvent être perçus. De plus, si l'énergie potentielle convective disponible monte au-dessus de 1 500 J/kg, le courant ascendant permettra une très large extension verticale (jusqu'à plus de 15 km).

Ceci donne des cellules orageuses indépendantes en équilibre stable entre l’entrée et la sortie des courants qui leur permettent de vivre très longtemps. Elles peuvent produire de la grosse grêle, des vents destructeurs et des pluies torrentielles. De plus, si un cisaillement horizontal du vent en surface est transformé en tourbillon vertical par le courant ascendant, ces supercellules peuvent produire des tornades si la rotation est accentuée par le courant descendant.

Vue conceptuelle d'un supercellulaire - Image: NOAA / domaine public

Sur l'image ci-dessus, une représentation d'un tel cumulonimbus qui comprend :

• Une enclume se forme à la tropopause qui est une barrière au développement vertical du nuage. Elle s'étend loin de la cellule originale poussée par des vents horizontaux très forts.
  
• Un sommet en dôme stratosphérique, dit sommet protubérant, qui dépasse l'enclume là où le courant ascendant se trouve et indique qu'il est assez fort pour vaincre l'inversion de température à la tropopause.
  
• Des mammatus sous l'enclume, des protubérances nuageuses formées par l'air froid d'altitude descendant par poussée négative d'Archimède dans le nuage. Ils sont signe d'instabilité.
  
• Dans le flanc arrière droit, derrière les précipitations, une tornade sous le nuage-mur (Wall-cloud).
  

Du point de vue radar, il est possible de remarquer une voûte sans échos (dite voûte d'échos faibles) dans une coupe verticale (images ci-dessus), là où le fort courant ascendant permet à l'humidité des parcelles d'air en convection de ne se condenser qu'à très haut niveau. Ceci donne sur une coupe horizontale (PPI ou CAPPI) une forme à bas niveau d'écho en crochet (partie de gauche de l'image) à l'image radar et un fort gradient de réflectivité près du crochet. Du point de vue circulation de l'air, les zones en bleu sur la figure ci-dessous montrent où l'air descend dans ce type de nuage donnant des rafales au sol, les courants descendants de flanc avant et arrière. Dans le flanc arrière, le courant descendant entre en interaction avec le courant ascendant (jaune) et c'est à cet endroit que les tornades peuvent se produire.

Structure horizontale et verticale d'un orage supercellulaire vu par radar. - Image: Pierre cb / Creative Commons

Des expériences ont également montré que la densité de coups de foudre à l'intérieur d'un orage supercellulaire donne un trou de foudre dans le courant ascendant et la voûte d'échos faibles.

Cumulonimbus associé à un orage supercellulaire - Image: NWS / domaine public

Il existe quatre types d'orages supercellaires, classés selon leur intensité de précipitation ou leur extension verticale :

• Supercellule classique : c'est la forme la plus typique d'une supercellule décrite précédemment.
  

• Mini-supercellule (LT pour Low Topped en anglais) :
  

caractérisée par une hauteur de tropopause plus faible et généralement une EPCD (Energie Potentielle Convective Disponible) plus modérée. Elles se produisent en général dans des conditions atmosphériques plus froides comme au printemps et à l'automne. Le cisaillement et la présence d'un mésocyclone sont par contre bien présents car le cisaillement des vents est alors plus important. Elles sont aussi appelées micro-supercellules.

• Supercellule à faible précipitation (LP en anglais pour Low Precipitation) :
  

caractéristique des endroits plus secs comme les Prairies canadiennes et les Grandes Plainesaméricaines, elles ont une base très haute au-dessus du sol et une grande extension verticale mais leur dimension horizontale est faible. Le taux de précipitation vu au radar, dans le nuage et sous celui-ci, est peu élevé et il est souvent difficile d'y voir une rotation. Toutefois, il peut se produire une chute de gros grêlons qui engendrent peu d'échos radar. La colonne de pluie est séparée de la zone en rotation et de celle de grêle. Ces cellules orageuses peuvent donner tous les éléments violents mentionnés antérieurement mais le plus probable est la grêle.

• Supercellule à forte précipitation (HP pour High Precipitation en anglais) :
  

elles se forment dans un environnement riche en humidité. Elles sont plus étendues horizontalement, leur base est le plus souvent obscurcie par la pluie et les zones de pluie, grêle et de rotation ne sont souvent pas distingués. Ils donnent surtout des pluies torrentielles, des rafales descendantes et des tornades faibles à modérées, mais sont très dangereuses car les tornades sont dans une supercellule HP noyées dans le cœur des précipitations, ce qui rend la tornade presque invisible. La grêle y est moins probable.

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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 dus 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 (: Échelle de Fujita et Échelle de Fujita améliorée) 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), le tout tenant compte du type de construction et de sa solidité.

Les tornades de force F5 s’accompagnent de vents de plus de 420 kilomètres à l’heure et sont capables d'arracher une maison en brique 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 du xx^e 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.

(Echelle de Fujita : un mix entre l'originale et la modifiée).

- Echelle de Fujita originale :

Catégorie	Vents Km/h	Fréquence	Dégâts
F0	60 à 120	82%	Dégâts légers : certains dommages sont subis par les cheminées, les antennes detélévision, les bardeaux, les arbres, les enseignes et les fenêtres.
F1	120 à 180	11%	Dégâts modérés : les automobiles sont renversées, les abris pour automobiles détruits et les arbres déracinés.
F2	180 à 250	4%	Dégâts importants : les toits sont arrachés par le vent, les hangars et les dépendances sont démolies et les maisons mobiles sont renversées.
F3	250 à 330	1,8%	Dégâts considérables : les murs extérieurs et les toits sont projetés dans les airs, les maisons et les bâtiments de métal s'effondrent ou subissent des dégâts importants, lesforêts et les récoltes sont abattues.
F4	330 à 420	0,4%	Dégâts dévastateurs : même dans les habitations solides, l'essentiel des murs, sinon tous, s'effondrent ; tels des missiles, de gros objets en acier ou en béton sont projetés à grandes distances.
F5	420 à 510	0,3%	Dégâts incroyables : les maisons sont rasées ou projetées sur de grandes distances. Les tornades F5 peuvent causer des dommages très importants à de grosses structures telles que les écoles et les motels et peuvent arracher les murs extérieurs et les toits (parfois surnommé « le doigt de Dieu » («finger of god»).
F6	510 à mur du son	<0,001%	Catégories théoriques. Dégâts incommensurables. Cependant, les dégâts d'une telle tornade ne pourraient probablement pas être distingués d'une autre de force F5, notamment parce que la majorité des dégâts seraient occasionnés par la périphérie de la tornade, bien avant que le cône étroit de force F6 à F12 atteigne les zones concernées, et ce pendant une très courte période de surcroît, mais aussi parce que certains projectiles, comme des voitures transformées en missiles, produiraient des dégâts secondaires qui seraient quant à eux classés dans des catégories inférieures.

- Echelle de Fujita améliorée (modifiée) :

Catégorie	Vents Km/h	Dommages	Description
EF0	105 à 137	Légers	Quelques morceaux de recouvrement de toit enlevés (tuile, bardeaud'asphalte, etc.), dommages aux gouttières, cheminées et revêtement de facade, branches cassées, arbres à racines de surface renversés
EF1	138 à 178	Modérés	Recouvrement de toit complètement enlevés, maisons mobilesrenversées ou endommagées sévèrement, portes extérieures envolées, fenêtres et autres articles en verre cassés.
EF2	179 à 218	Considé-rables	Toits soufflés sur des maisons bien construites, maisons à charpente légère déplacées de leurs fondations, maisons mobiles complètement détruites, gros arbres cassés ou déracinés, objets légers devenus des missiles, automobiles soulevées.
EF3	219 à 266	Sévères	Étages complets de maisons solides détruits, dommages importants aux édifices publics comme les centres commerciaux et les centres d'affaires, trains renversés, arbres écorcés, camions et grosses voitures soulevés et déplacés, bâtiments légers complètement soufflés à distance.
EF4	267 à 322	Dévasta-teurs	Maisons bien construites et maisons à charpente légère détruites, voitures soufflées à distance et nombreux objets devenus des missiles.
EF5	>à 322	Incroyables	Maisons solides rasées et les débris projetés, objets de la grosseur d'une voiture projetés à plus de 100 mètres, gratte-ciels avec des dommages structuraux, etc.

Les différentes catégories de dommages et les échelles d'intensité pour chacune des catégories :

Indicateurs de dommages et son intensité : les différentes catégories de dommages et les échelles d'intensité pour chacune




Comme vous le constatez, la nouvelle échelle s'arrête à la catégorie F5... Mais le fait de donner plus de guides pour estimer la force des tornades devrait permettre de mieux comparer des situations différentes et donc d'avoir moins de variabilité dans les estimations d'un événement à l'autre. Ainsi, une tornade passant dans un champ ou dans un endroit habité pouvait être difficile à comparer avec l'ancienne échelle. Ceci pouvait mener à une sous ou surestimation.

Le NWS estime que la relation entre l'ancienne échelle et la nouvelle est assez proche pour qu'on ne nomme que peu de déplacements d'une catégorie à l'autre. On ne pense pas non plus qu'il y aura plus de tornades classées EF5 même si la limite de vents estimés a été diminuée. En effet, la meilleure évaluation offerte par les tableaux de types de dommages en tient compte. De plus, la catégorie EF5 ne comporte pas de limite supérieure de vents.

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Prévoir une tornade est quelque chose de compliqué pour 3 raisons :


- sa formation est très rapide,
- sa durée de vie est aussi très courte,
- sa petite taille à la surface de la Terre (contrairement à un orage qui peut mesurer plusieurs centaines de kilomètres de long).


La prévention des tornades est une affaire récente. En effet, les premières mesures de radars météorologiques pour rechercher d'éventuelles tornades ont été réalisées au début des années 1970. Depuis, le National Weather Service (service météorologique américain) utilise des radars Doppler.


Le radar météorologique Doppler présente non seulement toutes les caractéristiques du radar météorologique classique, c'est-à-dire qu'il permet d'évaluer l'intensité des perturbations et la distance à laquelle elles se trouvent, mais en plus de cela, les radars météorologiques Doppler peuvent aussi mesurer la vitesse et l'orientation du mouvement de ces perturbations.


Le principe du radar météorologique est d'envoyer une quantité d'onde dans l'air ; ces ondes sont ensuite réfléchies par toute sorte d'obstacles qui peuvent être de la pluie, de la neige ou un massif, qu'on appelle plus simplement [i]cibles.[/i] Vu que les ondes sont réfléchies, le radar va les capter et grâce à cela, on peut savoir la distance et la taille de la cible.


On peut aussi mesurer l'intensité d'une perturbation grâce à l'intensité de la réflexion des ondes. Dans une perturbation pluvieuse, plus la pluie est intense, plus l'espace entre chaque goutte d'eau est réduit, donc cela veut dire qu'il y aura plus d'ondes qui seront réfléchies. Donc, plus le radar reçoit d'ondes, plus la perturbation est intense.


Ces radars fonctionnent selon le principe physique : D = c*t/2
avec c = la célérité (3*10^8 m/s),
t = le temps en seconde, entre l'émission et la réception de l'onde réfléchie,
D = la distance en m.


Le système à radar Doppler a une caractéristique supplémentaire par rapport aux radars météorologiques classiques : en plus de savoir la distance à laquelle se trouve la perturbation, il permet de déterminer le sens de déplacement de celle-ci(/i].


Le système utilisé par ce radar est l'effet Doppler : le radar émet des pulsations d'ondes de longueur d'onde définie qui vont se réfléchir sur la cible, après le radar réceptionne l'écho et analyse à nouveau les caractéristiques de l'onde. Quand la cible se dirige vers le radar, l'onde reçue a une fréquence plus élevée que l'onde initiale. A l'inverse, si la cible s'en éloigne, la fréquence de l'écho sera plus petite. [i]L'effet Doppler permet donc de déterminer avec précision la vitesse d'une tornade qui se déplace dans l'axe du radar.


Ce phénomène est présent dans la vie de tous les jours. On peut prendre comme exemple celui du sifflet d'un train : plus le son du sifflet est fort et aigu, plus le train se rapproche ; plus le bruit s'atténue, plus le train s'éloigne. C'est exactement le même phénomène pour les voitures en Formule 1 quand on les regarde à la TV : plus la F1 se rapproche de la caméra, plus le bruit est aigu et fort, et plus elle s'en éloigne, plus le bruit parait lointain et sourd.


Le radar Doppler est utilisé dans d'autres domaines que la météorologie ; on peut citer par exemple :
- la circulation routière pour le contrôle de la vitesse des voitures,
- en aviation (tous les avions sont équipés de ce genre de système pour le trafic aérien et la météo),
- en médecine pour la détermination de la vitesse du sang dans les vaisseaux.


Il y a un algorithme qui permet d'analyser les données du radar Doppler, il faut qu'il y ait une indication, une signature qui permet d'indiquer la présence d'une tornade sous l'orage. Mais on ne détecte pas la tornade en elle-même car les dimensions d'une tornade sont trop faibles (diamètre inférieur à 100 mètres) par rapport à la résolution qu'atteint le radar (qui est aux alentours de 1 km).


Le radar Doppler permet de trouver la quantité et le nombre de précipitations, les variations des vents et le front des rafales et les configurations cycloniques (rotation des masses d'air) propices aux tornades, mais il faut que l'orage cible se trouve dans la zone que peut couvrir le radar, c'est-à-dire environ 300 km.


Pour une tornade, cela est plus complexe, il faut que le radar soit dans une zone plus proche (environ 100 km de la zone étudieé) pour calculer correctement le taux de rotations des masses d'air (le mésocyclone). De plus, il faut savoir que la formation de la tornade ne peut être prédite que quelques minutes, voire 30 min au maximum, avant sa formation.


Voici un rapport montrant des échos traités par un radar Doppler :

Images des échos radar montrant une coupe horizontale d'un orage tornadique. La zone en forme de crochet est celle où le vortex se situe (Hook echo en anglais), juste à gauche du secteur où il n'y a pas de précipitations (site du courant ascendant). (Source NOAA) / Domaine public


- Les couleurs chaudes (jaunes, rouges, orange) correspondent aux gouttes qui se rapprochent, se déplacent en direction du radar.
- Les couleurs froides (bleues, vertes) correspondent aux gouttes qui vont dans le sens opposé au positionnement du radar.
- Quand le mouvement des gouttes est perpendiculaire au radar, la valeur est nulle.


Sur le rapport, on peut voir aussi la formation prématurée d'une tornade grâce à l'effet crochet, ce sont les vents qui vont dans le sens contraire des uns des autres, et qui commencent à tourbillonner et à former une sorte de crochet à cause de la rotation des vents (en bas à gauche sur le rapport) et cela sur une zone relativement réduite.

Sur cette seconde image : L'algorithme automatique a repéré un mésocyclone dans ces données Doppler : carré violet montrant un doublet de rotation (vert-jaune) de moins de 10 km de rayon (Source : Environnement Canada).
Image: Pierre cb / WIKIPEDIA fichier libre


[b]Si un seul radar Doppler suffit à la prévention, l'étude des phénomènes nécessite un deuxième appareil Doppler, disposé à environ 50 kilomètres et présentant un autre angle de vue : on mesure alors la vitesse de la pluie dans deux directions différentes. En utilisant des équations de conservation de la masse de l'air et en évaluant la vitesse relative de la pluie par rapport à l'air en mouvement, les météorologues reconstruisent dans l'espace le champ de vitesses du vent et calculent des paramètres tels que la distribution des tourbillons à l'intérieur de l'orage. Ces études ont confirmé qu'une tornade naît sur le flanc de la colonne ascendante, à côté d'un courant descendant, et que l'air qui circule dans un mésocyclone s'enroule autour de la direction de son déplacement.[/b]

A noter : En 1953, Donald Staggs, un ingénieur en électricité travaillant pour le Illinois State Water Survey, est le premier à noter sur les sorties de réflectivité un écho en crochet typique associé à un orage tornadique. Avec un plus grand nombre d'angles sondés, afin d'obtenir une représentation à trois dimensions de l'orage, on a remarqué qu'à l'endroit de faire intensité à l'avant du crochet, on a une voûte d'échos faibles qui s'étend en altitude. Cette dernière correspond à l'emplacement du fort courant ascendant dans l'orage. Jusqu'à l'apparition des radars météorologiques Doppler, ces deux indices étaient les seuls que les météorologues pouvaient utiliser pour repérer les cellules orageuses pouvant produire une tornade.



Toutes les rotations des vents dans un orage ne sont pas forcément associées à une tornade. Il y a plusieurs facteurs à prendre en compte :

- Il faut qu'il dépasse un seuil entre les vents entrants et les vents sortants,
- Il faut détecter cette rotation à une certaine altittude dans le nuage puis par la suite, qu'elle descende avec le temps.


Donc, quand tous ces facteurs sont réunis, le logiciel alerte le météorologue qui peut donc étudier les données envoyées par le radar. Malgré tous les récents progrès dans ce domaine, il faut prendre en compte que le taux de réussite de l'algorithme est seulement de 30%. (Pour plus de détails : analyses radar des tornades)


Le radar Doppler n'est pas le seul moyen utilisé pour la prévention, il y a :


- Les caméras infrarouges, qui détectent la chaleur émise lors de la formation de la tornade.

- Les satellites (depuis relativement peu de temps], qui détectent les vents violents donc la création d'orages ; leurs avantages sont qu'ils ont une plus grande portée que les radar Doppler, qu'ils sont en rotation autour de la Terre et donc qu'ils peuvent détecter en temps réel le mouvement de masses nuageuses. Leur inconvénient est que, étant prises du ciel, ces informations ne sont pas assez précises pour savoir si il y a présence ou non d'une tornade, à cause de leur trop petite taille.

L'information :Informer : en matière de tornades, c'est un art difficile !

Compte tenu de ce qui précède, prévenir la population à temps et au bon endroit est une gageure.! En effet, la formation, les déplacements, tout comme la disparition des tornades restent encore très mystérieux. Même si toutes les conditions sont réunies (deux fronts d'air, l'un chaud, l'autre froid face à face, et un taux d'humidité suffisant), il arrive qu'aucune tornade ne se forme, explique la NOAA (National Oceanic Association Administration) sur son site. Tout au plus, peut-on prédire un risque statistique. "La vérité est qu'on ne connait pas bien le phénomène" précise la NOAA.

"Lorsque les conditions sont favorables à l'apparition d'une tornade, nous allons surveiller plus particulièrement la zone concernée", explique Kurt Van Speybroeck, météorologue spécialisé dans ce type d'urgence. "Outre les images satellites, nous disposons pour cela d'un réseau de stations radar au sol. Si le risque est élevé, nous lançons immédiatement un bulletin d'alerte qui invite la population à se préparer à l'éventualité d'une tornade". En effet, entre le moment où la tornade commence à se former et celle où elle atteint sa pleine puissance, il ne s'écoule en moyenne qu'une quinzaine de minutes.

Et pour cause, les tornades sont des phénomènes aussi brutaux que soudains. [i]"Certaines ne durent que quelques secondes, d'autres plus d'une heure. Mais la plupart ne durent qu'une dizaine de minutes", précise la NOAA.[/i] De plus, prédire la trajectoire des tornades est aussi compliqué qu'anticiper leur formation. "Les tornades peuvent apparaître et se déplacer dans n'importe quelle direction. Elles peuvent changer de direction à mi-parcours ou même faire demi-tour", rappelle la NOAA sur son site.

Suivre leur évolution au sol n'est donc pas une tâche aisée. "D'autant plus qu'avec des vents de plus de 300 km/h, il est impossible de faire voler un avion ou un hélicoptère à proximité immédiate", explique Kurt Van Speybroeck.

Les stations radars jouent donc un rôle clef pour suivre les déplacement des tornades minute par minute. Mais une partie du système d'alerte et de suivi des déplacement des tornades repose aussi sur l'observation humaine au sol. En effet, depuis les années 1970, l'administration américaine a mis en place le programme "Skywarn". Sa mission : former des citoyens volontaires à l'observation des tornades (ainsi qu'à d'autres catastrophes météorologiques) afin que ces derniers sachent fournir des rapports précis et réguliers aux services météo de la NOAA. Non pas des chasseurs ("chasers") de tornades amateurs de belles photos (et d'adrénaline), mais des "spotters" désireux de prêter main forte aux services météo.

"Une centaine de ces veilleurs nous ont aidés à suivre les déplacements de la tornade du 20 mai" estime Kurt Van Speybroeck. On en recense environ 290.000 sur le territoire américain. Les États-Unis sont un des rares pays à disposer d'un service administratif dédié à la surveillance des tempêtes ainsi que d'un tel réseau de surveillance. Et pour cause, la région centrale du territoire est particulièrement exposée à ce risque météorologique.

Sur son site, la NOAA recense 1253 tornades en moyenne chaque année aux États-Unis, (entre 1991 et 2010).





TORNADE (TPE) mai 2013 - WIKIPEDIA - SCIENCES ET AVENIR 21/5/2013

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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 veut 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 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 duTexas, 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) à des orages violents comprenant une circulation mésocyclonique. Cette zone s'étend en fait jusqu'aux Prairies canadiennes.

D'autres régions du monde rapportent fréquemment des tornades, celles-ci comprennent : le sud de l'Afrique ; certaines portions de l'Argentine, du Paraguay et du sud du Brésil ; la grande plaine du nord de l'Europe, notamment en Allemagne et en Pologne ; l'Australie et la Nouvelle-Zélande et le delta du Gange. Sur l'image ci-dessous, vous pouvez voir cette distribution ainsi que sa relation avec les zones agricoles et donc avec la disponibilité d'humidité.

Densité du rapport de tornades contre les terres agricoles dans le monde Image: NOAA / domaine public

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-Univient ensuite avec une densité de 0,00013 (33 tornades annuellement). Ces tornades sont généralement 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
  

Dans les climats favorables mentionnés antérieurement, on retrouve certaines grandes villes qui rapportent un bon nombre de tornades dans leur région métropolitaine. On peut citer surtout Miami, Oklahoma City, Dallas et Chicago aux États-Unis ainsi que Dhâkâ en Asie. Dans une moindre mesure, il y a Barcelone, Londres et l'aire urbaine d'Amsterdam en Europe. Les villes ne sont cependant pas plus touchées que les zones rurales mais certains micro-climats et effets locaux peuvent favoriser les tornades.
Le nombre et la densité rapportés 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.
  

Contrairement aux idées reçues, les tornades peuvent se produire en France, la moyenne du nombre de tornades annuelles s'éleverait à 180. Ce chiffre est une estimation faite par Jean Dessens, un chasseur de tornade français, et correspond à la totalité des tornades vues ou non vues sur la France (moyenne de 2 par an et par département) Mais un autre chiffe est énoncé, celui de 15-20 cas par an correspondant aux seuls cas réellement recensés.

La première tornade française recensée serait celle de septembre 1669. Elle parcourut 400 kilomètres, sur un trajet allant de la Rochelle à Paris, avant de se dissiper.

Entre 1680 et 1988, selon les statistiques, la France aurait connu 14 tornades d’une puissance allant de F4 à F5. Les régions touchées sont principalement le Nord et le Centre Ouest où le relief et le climat de ces régions favorisent l'apparition de tornades. En France, la saison des tornades est incontestablement l’été. Les mois de juin et d’août voient le plus de tornades en Europe. Sur le reste de l’année, la répartition est très uniforme.

On peut donc voir que le relief francais ne favorise pas exceptionnellement l'apparition de tornades en France sauf sur différentes régions comme le Centre Ouest qui est une région manifestement plate et qui est le carrefour des masses d'air chaud de la Méditerranée et des masses d'air froid de l'Océan Atlantique.


Carte des tornades recensées en France depuis 1669





Tornade mai 2013 - WIKIPEDIA

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Aux États-Unis, le Storm Prediction Center est chargé de faire la prévision du potentiel d'orages violents et il émet des veilles météorologiques pour prévenir les régions menacées à se tenir prêtes à réagir.

Les bureaux locaux du National Weather Service vont, quant à eux, émettre des alertes météorologiques afin d'avertir les localités de l'arrivée d'orages tornadiques. Les autorités prennent alors les mesures nécessaires comme déclencher des sirènes dans les zones menacées, passer des messages d'alerte à la radio et à la télévision, ouvrir des refuges. Dans les régions comme le "Tornado Alley", une bonne partie de la population a fait construire des abris souterrains pour cette éventualité puisque les sous-sols sont peu fréquents dans cette région.

Toutes ces mesures ont grandement restreint le nombre de décès aux États-Unis. D'autres pays ont des systèmes plus ou moins développés et le nombre de pertes humaines peut donc varier selon les ressources disponibles. Ainsi le nombre de morts au Bangladesh, 179 contre 150 aux États-Unis, est en grande partie une conséquence de l'importante densité de la population, du type de construction plus précaire, du manque de connaissance du phénomène et d'un système d'alertes non développé.

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. En l'absence d'un sous-sol ou d'un abri se réfugier sous un "objet" solide comme une table robuste, des escaliers, la salle de bains...,
  

• 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.
  

• Si vous êtes dehors, évitez les lieux avec des grands toits (stade, grange), s'il n'y a pas d'abri, se déplacer perpendiculairement à la trajectoire de la tornade (comme si vous traversiez une rue en laissant à votre gauche ou à votre droite la tornade selon votre position), sinon s'allonger dans un fossé. S'il n'y a pas d'abri, il est conseillé de s'accrocher à la base d'un arbre....
  
  
  

WIKIPEDIA mai 2013 - TORNADE (TPE)

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Il existe des chasseurs de tornades dans plusieurs pays. Cependant, ce mouvement vient des Grandes Plaines américaines où il est encore le plus important. Le premier chasseur reconnu est Roger Jensen (1933–2001), un résident de Fargo (Dakota du Nord) qui a suivi des orages dans la région de Lake Park (Minnesota) en 1951. Les pionniers dans ce domaine ont donné de précieuses indications aux chercheurs en météorologie.

En 1972, l'University of Oklahoma et le National Severe Storms Laboratory commencèrent le projet Tornado Intercept Project. C'était le premier déploiement coordonné et à grande échelle pour obtenir des informations [i]in situ sur les tornades[/i]. Ce projet créa un vaste groupe de chasseurs de tornades qui continua ses activités ensuite et publia le magazine Stormtrack. Par la suite, différents instruments, dont des radars météorologiques portatifs, ont été déployés lors de ces chasses.

Chasseurs de tornades du NSSL avec instruments, dont un radar Doppler mobile (image du bas), dans le cadre du projet VORTEX en 1994-95 - Image: NOAA / domaine public

Le phénomène prenant de l'ampleur, à cause de la couverture médiatique des tornades et de l'Internet, de nombreux néophytes se sont mis, dans les années 1990, à chasser les orages juste pour la recherche de sensations fortes. Il y a maintenant des tours-opérateurs pour chasser les tornades similaires aux tours-opérateurs de safari-photo en Afrique. Tout ceci amène un engorgement dangereux des routes et des chemins lors d'événements orageux dans le Mid-West et les vrais chercheurs ne représentent plus qu'un faible pourcentage.

Conclusion : Les chasseurs de tornades : la plupart du temps, ce sont des volontaires ou, comme on vient de le voir, simplement des passionés de tornades, qui se rendent sur le terrain, généralement pour prendre des photos mais aussi pour avertir de la forme du vortex, la puissance de la tornade, ses caractéristiques, la puissance des vents et la direction qu'elle prend. Quand les systèmes métérologiques sont limités, le concourt de ces gens passionnés peut être utile aux services concernés pour mieux comprendre l'évolution d'une tornade... Tous les renseignements visuels et relevés radars fournis sont intégrés dans une base données et les images sont analysées... Ce qui devrait permettre, petit à petit, d'affiner les méthodes de calculs pour la modélisation de ces phénomènes météorologiques.



TORNADE PTE - WIKIPEDIA mai 2013

[BelleMuezza 0]

CHICAGO - Trois chasseurs d'orage ont été tués alors qu'ils pourchassaient l'une des plus puissantes tornades qui ont ravagé l'Etat de l'Oklahoma la semaine dernière, selon un communiqué publié tard dimanche par l'organisation dans laquelle travaillait l'une des victimes.

Tim Samaras, son fils Paul et Carl Young sont morts vendredi dans une tornade à Reno, à l'ouest d'Oklahoma City, selon un message posté sur la page Facebook du projet Tactical Weather Instrumented Sampling in Tornadoes Experiment (TWISTEX), une organisation fondée par Tim Samaras.


Les chasseurs de tornades Carl Young (gauche), Tim Samaras (droite) et son fils Paul ont trouvé la mort le vendredi 31 mai 2013 à Oklahoma City alors qu'ils s'adonnaient à leur passion. Marion Cunnigham/AP/SIPA


C'est une perte dévastatrice pour les communautés de la météorologie, de la recherche et de la chasse aux orages, indique Tony Laubach, un collaborateur de M. Samaras, sur Facebook.

Tim Samaras, 55 ans, était connu pour avoir développé des instruments scientifiques qui ont permis d'observer pour la première fois des tornades de l'intérieur et il a également mis au point des procédés novateurs afin d'en savoir plus sur les orages et d'améliorer la prévision des orages.

Selon la National Geographic Society, Samaras était l'un des plus célèbres chasseurs d'orage dans le monde, qui se consacrait depuis 20 ans à cette étude. L'institution qui a son siège à Washington a fourni 18 financements à Tim Samaras pour ses recherches. Il avait raconté que sa passion était née quand, à l'âge de 6 ans, il avait vu le film Le Magicien d'Oz.

Garés sur le bas-côté de la route, ils attendent le monstre. "Chasser la tornade" est devenu une activité de plus en plus populaire aux États-Unis, parfois au mépris de la sécurité (ici l'autoroute 81, près de Kingfisher, Oklahoma). Sue Ogrocki/AP/SIPA


Tim était un scientifique courageux et brillant qui a pourchassé les tornades et les éclairs sans crainte sur le terrain, afin de mieux comprendre ces phénomènes, a déclaré le vice-président exécutif de National Geographic, Terry Garcia, dans un communiqué.

La mort de Tim est un rappel puissant des risques auxquels se confrontent régulièrement les hommes et les femmes qui travaillent pour nous, a-t-il ajouté.

Malgré les risques élevés auxquels s'exposent souvent les chasseurs d'orages, Samaras était connu pour être très prudent et faire attention à la sécurité. Il savait où il fallait ne pas se trouver, a déclaré son frère Jim Samaras.

Des débris de la voiture dans laquelle se trouvaient les trois chasseurs ont été emportés jusqu'à 800 mètres de l'accident, a déclaré Chris West, le shérif adjoint du Comté à l'AFP. Seulement un corps était resté dans la carcasse de la voiture, les deux autres ont été retrouvés à plusieurs centaines de mètres du véhicule. Les images diffusées par CNN ont montré un véhicule tellement fracassé qu'il était impossible de le reconnaître.

Ils sont tous morts, malheureusement, mais en faisant quelque chose qu'ils adoraient, écrit le frère de Tim Samaras, Jim cité par National Geographic.

ROMANDIE 3/6/2013 - SCIENCES ET AVENIR 3/6/2013