Les tornades

Introduction

Les tornades sont des tourbillons d'air violents qui deviennent souvent visibles sous la forme d'un entonnoir s'étirant de la base d'un nuage jusqu'au sol. Le mot tornade vient de 2 termes espagnols: « tronada » qui signifie orage et « tornar » qui signifie tourner. Cette perturbation atmosphérique tourbillonnante, de petite dimension mais aux effets destructeurs, crée des vents qui peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 500 km/h et qui voyagent du sud-ouest vers le nord-est.

Elles sont le résultat de la rencontre d'une masse d'air chaud instable et d'une masse d'air froid. Les tornades sont le plus souvent observées dans le centre des États-Unis.

Cependant, on n'en trouve pas sous les tropiques et au nord du 60^e parallèle.

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.

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.

Si le nuage n'atteint pas la surface, on a un entonnoir nuageux (photo ci dessus)

L'entonnoir nuageux qui touche le sol est une tornade.

Comment se forment les tornades?

La figure montre les courants internes et externes d'une cellule orageuse comportant une tornade. Dans cette figure, le point 1 indique l'endroit où l'air chaud et humide s'élève graduellement.

En 2, le courant ascendant qui se crée est renforcé par l'air provenant du secteur Sud. S'il est assez fort, il atteint les couches les plus froides de l'atmosphère, où la vapeur qu'il contient, en 3, se condense et crée cette nuée qu'on appelle cumulonimbus.

En montant, l'air chaud entrecoupe des vents de direction et de vitesse différentes et provoque un mouvement de spirale, en 4. Comme la forme du tourbillon se rétrécit graduellement en altitude, il crée une augmentation de la vitesse de rotation, et résulte en un effet de vrille semblable à celui des patineurs.

Le cumulonimbus atteint une telle ampleur, que les vents en altitude sont systématiquement déviés vers le haut, la base et les côtés, en 5. Il arrive que le mouvement de rotation provoque derrière lui une autre giration, en 6 : celle des courants descendants, cette fois.

Finalement, en 7, la formation de la tornade a lieu quand, dans une petite zone du cyclone qui se situe près du sol, les vents convergent de plus en plus.

Ce qui se produit ensuite, c'est le resserrement du cyclone qui s'étire vers le sol, c'est-à-dire une grande force à la base du tuba provoquée par la rotation de l'air qui crée une forte succion. Cette dernière forme au niveau du sol un buisson qui ressemble à un entonnoir renversé, lequel agit comme un aspirateur géant qui absorbe tout sur son passage.

Il arrive aussi que sur le bord de la tornade principale naissent des mini-tornades. Ces mini-tornades sont encore plus redoutables du fait que la vitesse de rotation de la tornade principale s'ajoute à leur propre vitesse de rotation.

La tornade va se déplacer horizontalement avec la formation orageuse qui lui a donné naissance à une vitesse moyenne de 55 km/h, bien que certaines tornades aient atteint 105 km/h. Elle peut faire entre une 10m et 1km de large, et effectuer un parcours destructeur de quelques mètres à plusieurs centaines de kilomètres.

La vitesse des vents à l'intérieur de la tornade est difficile à mesurer car les instruments de mesure sont généralement détruits ! Mais les vents au sommet sont estimés à 500 km/h, tandis que les courants aériens ascendants atteindraient 300 km/h. La durée de vie d'une tornade varie de quelques minutes à plusieurs heures. Après que la tornade a atteint son intensité maximale, l'entonnoir rétrécit et s'incline à l'horizontale, prend la forme d'une corde puis se déforme, et finit par mourir.

Dans l'hémisphère Nord, le sens de la rotation cyclonique correspond au sens inverse des aiguilles d'une montre.

Si cet entonnoir touche la surface d'un plan d'eau, on nommera celui-ci trombe marine.

L'échelle de Fujita

Un chercheur japonais a établi une classification dans le but de mesurer l'intensité des tornades. L'échelle de Fujita comporte six degrés, allant de F0 à F5 selon la vitesse approximative des vents et les dommages causés par les tornades.

La raison pour laquelle les tornades sont classifiées ainsi selon les dommages est qu'aucun instrument de mesure (anémomètres et baromètres) ne résiste à la force des vents d'une tornade.

Force	Intensité	Vitesse du vent (km/h)	Type de dommage
F0	Faible	65-115	Dommages mineurs aux cheminées, branches cassées...
F1	Modérée	115-180	Maisons mobiles abîmées, voitures en mouvement poussées hors des routes...
F2	Significative	180-250	Destruction des maisons mobiles, déracinement des grands arbres...
F3	Sévère	250-320	Trains renversés, murs des maisons démolis...
F4	Dévastatrice	320-420	Maisons soulevées, autos projetées...
F5	Incroyable	Plus de 420...	Désintégration des maisons et voitures projetées à plus de 100 mètres...

Destructions causés par les tornades

Les vents violents des tornades détruisent des immeubles et projettent des objets lourds à de grandes distances. Des objets tels que des morceaux de toit peuvent voyager sur des dizaines de kilomètres.

La plupart des débris vont retomber à gauche du sillon creusé par le passage de la tornade et vont être disposés en bandes bien définies selon leur poids.

Enfin, ces grands tourbillons peuvent soulever des débris à plusieurs kilomètres d'altitude et les emporter sur plus de 300 kilomètres en moyenne.

Les tornades en Europe et en France

Les régions tempérées Europennes n'échappent pas aux tornades, même si les conditions de formation sont plus difficiles à cerner et donc à prévoir. Ce type de manifestation reste malgré tout assez rare.

La France, par exemple, a subi seulement 14 tornades de forte puissance (F4 et F5 sur l'échelle de Fujita) entre 1680 et 1988. Ces perturbations majeures frappent principalement le Nord et le Centre-Ouest.

On estime à environ 180 le nombre moyen de tornades par an sur la France métropolitaine.

Les probabilités d'intensité sont d'à peu près :

80 % pour l'échelle F0,
15 % pour F1,
4 % pour F2,
1 % pour F3,
0,1 % pour F4,
0,01 % pour F5.

Ainsi, il doit se produire en moyenne deux tornades faibles (F0 ou F1) par an et par département. Les risques de tornades fortes (F4 ou F5) semblent limités à quelques régions (Nord-Ouest, Jura, Languedoc), avec une fréquence moyenne d'environ une tous les cinq ans. La plupart des tornades (70 %) sont observées de mai à septembre, période pendant laquelle les orages sont les plus nombreux.
QUOI FAIRE EN CAS DE TORNADE:

Se tenir loin des portes, fenêtres et murs extérieurs. Se protéger la tête.
Se réfugier au sous-sol, sous une table robuste, sous un escalier ou dans un placard.
Se tenir au centre de la maison ou sur le côté opposé à l'orage, i.e. dans le coin sud-ouest du refuge.
Eviter les bâtiments dotés de vastes toitures (stade, grange,...)
Dans un immeuble à bureau, se réfugier dans un corridor intérieur, au niveau inférieur et de préférence dans le sous-sol.
En plein-air, se déplacer dans la direction perpendiculaire à la trajectoire de la tornade, ou sinon s'allonger dans un fossé ou un ravin.
Ne pas rester dans la voiture.
S'il n'y a pas d'abri, s'accrocher à la base d'un arbuste ou d'un taillis.