Comment une tornade se forme-t'elle ?

- 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'air ascendant et tourbillonnant au coeur de la tempête. 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 !

Pourquoi 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.

Quel est le relief et le climat qui favorisent une tornade ?

Certains reliefs et climats favorisent l'apparition d'une tornade, par exemple un relief plat sans montagnes est favorisant. Une apparition de tornade dans le Vercors est donc exlue, le relief accentué modifie les sens des vents et la possibilité d'avoir une tornade est nulle. Les Etats-Unis est le pays qui recense le plus de tornades devant l'Australie avec environ 1500 tornades annuelles. Cause : les masses d'air chaud venant du golfe du Mexique rencontrent les masses d'air froid venant du Canada sur les grandes plaines américaines. Les tornades sont donc très fréquentes dans ce secteur que l'on nomme "tornado alley" allant du Texas à l'Illinois en passant par la Floride.

En Europe, contrairement aux idées reçues, les tornades existent. Par exemple 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.

Quelles sont les conditions qui favorisent la formation des tornades ?

Les tornades proviennent quelquefois d'orages isolés, mais le plus fréquemment, elles résultent d'orages supercellulaires 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.

2011, année destructrice aux Etats-Unis, pourquoi ?

Le mois d'Avril 2011 va rester dans les mémoires des américains, car plus de 300 tornades se sont abattues sur 9 états du centre et du sud-est des Etats-Unis en l'espace de 2 semaines. Cela a en outre causé la mort de plus de 300 personnes ce qui est, après l'ouragan Katrina en Août 2005, la catastrophe naturelle la plus meurtrière de ce pays.

En plus du bilan humain qui est très lourd, les dégâts causés par cette arrivée prématurée de la saison des tornades a coûté entre 2 et 5 milliards de dollars de réparation, car elles ont laissé derrière elles des villes et des paysages dévastés.

Selon les météorologues, le nombre de tornades depuis 60 ans est en nette augmentation ; cela est dû principalement aux améliorations technologiques qui ont permis de développer des systèmes de détection des tornades. On cherche et on détecte plus automatiquement ces phénomènes que dans le passé, donc cela accroît le nombre de tornades recencées.

Pour les météorologues américains, l'arrivée prématurée de la saison des tornades en 2011 est peut-être due au réchauffement climatique, mais il n'y a pas encore de rélles certitudes, ni de modèles le prouvant.

Graphique représantant le nombre de tornades cumulé entre janvier et avril depuis l'an 2000.

     En abscisse : les mois.

     En ordonnée : le nombre de tornades annuelles.

Sur ce graphique de l'institut national géographique américain, on peut observer que la courbe noire, correspondant aux tornades de l'année 2011, connait un grand pic lors des deux dernières semaines d'Avril. On constate que cette année 2011 est exceptionnelle pour ce mois d'Avril par rapport aux dix dernières années correspondant aux autres courbes. Sur les 10 dernières années, on peut observer que la moyenne est d'environ 500 tornades en Avril ; elle est plus que doublée pour 2011 avec un pic à 1036 tornades.

Nombre de tornades par an aux Etats Unis :

Graphique réalisé avec exel.

Moyenne de tornades par mois : environ 68 tornades par mois. (nombre total de tornades divisé par le nombre de mois)

Mois le plus dévastateur : Mai

Mois le moins dévastateur : Janvier et Décembre

Les tornades sont plus fréquentes au printemps aux Etats Unis car : des courants froids et secs descendant du pôle Nord, à une dizaine de kilomètres d’altitude rencontrent des courants d’air chaud et humide remontant du golfe du Mexique, à une altitude beaucoup plus basse. La présence des Rocheuses, à l’ouest, provoque par ailleurs une ondulation du jet stream - un courant d’air très rapide évoluant à 10 km d’altitude - favorable aux perturbations orageuses sur les grandes plaines.

Avec : le nombre de tornade en ordonnée et les mois en abscisse.

On peut voir que la courbe ressemble à une parabole. On peut donc ainsi facilement voir la période au cours de laquelle les tornades sont les plus nombreuses.