LES TROMBES EN FRANCE
Jean dessens Laboratoire d'Aérologie, Université Paul Sabatier, Campistrous,
65300 Lannemezan France
John T. SNOW
Department of Earth and Atmospheric
Sciences, Purdue University, West Lafayette Indiana,
États-Unis (Manuscrit reçu le 11 juin 1988, et sous forme
définitive le 30 mars 1989)
RÉSUME
Dans la période 1680-1988. on a recensé en France 107 « grandes
» trombes de classes F2 à F5 dans l'échelle
de Fujita. 49 de ces trombes se sont produites dans la
période de 1680 à 1959, et 58 dans la période de 1960 à 1988. L'étude
des répartitions dans le temps et dans l'espace de
ces trombes conduit aux observations suivantes
:
1) Juin et août sont les mois à plus forte fréquence :
2) Le maximum de
probabilité se situe entre 16h et 17h TU, avec un
second maximum entre 18h et 19h TU ;
3) La région à plus fort risque se situe dans le quart nord-ouest de la France.
Un deuxième secteur plus
restreint
où l'on observe un nombre assez important de trombes se situe dans le sud du
pays. près de la côte méditerranéenne ;
4) II y a en moyenne en France deux
grandes trombes chaque année :
5) La
superficie affectée par une telle trombe est en moyenne de 4
km2 ;
6) La probabilité moyenne de risque de
trombe en un point du territoire français
est de l'ordre de
1,5 x 10' par an. valeur
environ 15 fois plus faible que dans les grandes plaines des États-Unis.
Les trombes sont surtout observées 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.
L'examen des situations météorologiques associées à 21
cas de trombes suggère
qu'il existe un type synoptique de temps propre à chacune
des deux saisons. Les
trombes surviennent 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. De telles situations se caractérisent par de fortes
instabilités conditionnelles entre le sol et les
niveaux moyens dans la troposphère, comme l'indique le gradient élevé de température potentielle humide. Cependant, 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'orales à trombe.
1. Introduction
J'ai connu deux guerres, et pourtant je n'ai jamais vu une chose
pareille. On aurait cru ta fin du monde : qu'est-ce qu'on peut dire d'autre quand voua voyez des voitures voler
par-dessus les toits,
des maison}: entières se
soulever du sol et aller
s'abîmer dans un étang, des poutrelles
métalliques prendre
l'air comme des fétus de paille, au milieu d'un fracas et de sifflements d'apocalypse ? Non, jamais je
n'oublierai cette vision
de cauchemar
(témoignage d'un habitant de Pommereuil après la
trombe du 24 juin 1967, rapporté dans le journal
L'Aurore du 26 juin 1967).
Une analyse de
comptes-rendus portant sur une période de plus de 300 ans prouve que quelques kilomètres carrés du territoire français
sont frappés chaque année par des trombes. Si les conséquences de ces accidents
ne constituent pas
vraiment une calamité nationale, il arrive cependant qu'à diverses occasions, de nombreuses personnes soient
tuées ou blessées, et que les dommages soient importants. Ceci explique en
partie l'intérêt manifesté dans le passé pour ce
phénomène par des physiciens français tel
.
Depuis 1680, 107 trombes «fortes» ou «violentes » (selon
la terminologie de Kelly et ai, 1978) ont été
scientifiquement documentées : cette banque de
données suffit à établir une climatologie sommaire des trombes françaises et contribue à une
meilleure connaissance des trombes en Europe. Wegener
(1917) a été le premier à répertorier les trombes en France dans le cadre
d'une étude de ce phénomène en Europe occidentale. Parmi des travaux plus
récents, on note ceux de Piaget (1976) pour la Suisse, Palmieri et Pulcini (1979)
pour l'Italie, Meaden
(1985) pour l'Angleterre, et Snitkovsky (1987)
pour l'Union Soviétique. Pour une introduction
générale sur la physique des trombes, le lecteur pourra se reporter à Snow (1984).
2. Aperçu général sur les trombes en France, avec liste de 107 cas
En France, on a connu des trombes dans chacune des six
catégories de la classification proposée par Fujita
(1978). Celte classification fixe une valeur
1 Échelle de Fujita : Les trombes « faibles » sont classées FO (17-32 m s ') et FI (33-49 m s ') : les trombes « fortes » F2 (50-69 m s 1) et F3 (70-92 m s ') ; les trombes < violentes> F4 (93-116 m s') et F5 (117-142 m s') [ D'après Fujita (197S) : terminologie descriptive d'après Kelly et ni. (1978)
Plusieurs trombes « faibles » FO et FI surviennent chaque
année en France, mais elles sont difficiles à recenser systématiquement car elles ne sont pas très dévastatrices, elles blessent ou
tuent rarement, et risquent facilement d'être confondues avec des coups de vent de grain. Un exemple en est donné par la tempête du 23 juillet 1927
à Montélimar (Drôme) qui
a pu être soit une trombe soit un coup de vent de grain, ou môme les deux à la fois (Rougetet, 1929). Comme il est rare qu'une personne
soit blessée ou tuée par une trombe FO ou FI. la documentation sur ces
événements de faible intensité est souvent médiocre. Sans un réseau dense d'observateurs volontaires comme celui du « Tornade and Storm Research Organisation » en Angleterre (Meaden, 1985). une
climatologie basée sur les trombes FO et FI ne
serait pas très valable. Pour cette raison, les
comptes-rendus de trombes faibles ne sont pas inclus dans cette étude.
Les trombes fortes F2 et F3 surviennent occasionnellement
en France : on en a dénombré 94 dans cette étude.
Les trombes d'intensité F4 sont rares, avec seulement 11 cas pour les deux
derniers siècles. Enfin, il semble que l'on puisse classer en F5 deux trombes
survenues dans la période de 309 ans, l'une en "1845 en Normandie, et
la seconde en 1967 dans le nord de la France.
Les informations sur ces 107 « grandes » trombes (Haies, 1988) sont
résumées dans les appendices. L'appendice A fournit des données extraites de la littérature et l'appendice B présente un résumé sur le nombre des événements dans
chaque classe d'intensité F pour la période avant
1960 et pour la période plus récente de 1960 à 1988.
Les informations sur les cas antérieurs à 1960
proviennent de la littérature scientifique française, essentiellement des revues
suivantes : Comptes Rendus à l'Académie des Sciences, Annuaire de la Société
Météorologique de France, et La Météorologie. Pour les cas survenus dans la période 1960-1988. on a complété les rapports de presse par des
comptes-rendus oraux ou écrits de témoins oculaires,
par des rapports détaillés établis par les mairies,
et enfin par des visites sur les sites de 16 trombes. Une attention particulière a été portée sur l'identification
exacte du phénomène afin d'éviter des confusions avec d'autres vents dévastateurs, en particulier avec les coups de vent de grain
(Dessous et Blin, 1988).
Doswell et Burgess (1988) ont
indiqué que l'échelle de Fujita est davantage une échelle de dommage qu'une
échelle d'intensité. Pour éviter ce qu'ils nomment
le dilemme de l'échelle de Fujita, ils proposent plusieurs solutions, la plus pratique
consistant à identifier la façon dont on attribue
une classe à une trombe. Ceci a été fait dans l'appendice A par une lettre-code
dans la colonne « Échelle F ».
La longueur de la trajectoire
donnée dans le tableau est la distance sur laquelle la trombe est restée en
contact continu avec le sol, à l'exception éventuelle de quelques courts
rebonds. La largeur de la zone touchée est souvent variable le long de la
trajectoire, en général plus faible au début et à la fin, et elle est
probablement influencée par la topographie ou la rugosité du sol (Dessens, 1972). C'est la plus grande largeur observée le long
de la trajectoire qui est reportée dans le tableau.
Afin de définir au mieux le type de temps associé à une
trombe, on a noté dans l'appendice A (à l'aide d'un code numérique dans la colonne « type de temps ») l'occurrence (ou la non-occurrence) de tonnerre,
ainsi que l'occurrence de grêle. Bien que ces observations soient discutables (par exemple, l'observateur peut ne pas avoir
entendu de tonnerre à cause du bruit du vent), elles fournissent quelques
informations sur les situations génératrices de trombes.
La topographie et la nature de la surface du sol de la zone où se produit la trombe sont des caractéristiques environnantes importantes. En France, elles peuvent changer fortement d'une région à l'autre, souvent même sur de faibles distances. Une indication sur ces caractéristiques est reportée dans la colonne « type de paysage » à l'aide d'une lettre de code. Un « pays plat » se rapporte à un terrain sans ondulation importante. Ce type de terrain est semblable à celui rencontré dans le nord de illinons ou le nord de l'Indiana. Par opposition, une région « vallonnée » comporte des ondulations marquées, les comptes-rendus indiquant par exemple que la trombe « gravit une colline », ou « descend dans une vallée » ; un terrain de ce type s'apparente à celui rencontré à l'ouest de la Pennsylvanie. Pour les deux trombes n26 et 68, le terrain était montagneux, similaire à celui des Montagnes Rocheuses.
La table ne donne pas d'indication de paysage lorsque le
paysage est
3. Sélection de bibliographie pour les trombes F4 et F5
En règle générale, plus une trombe est violente et mieux elle est documentée. Par suite du nombre de
personnes tuées et de la gravité des dommages, les trombes violentes sont
portées à la connaissance des autorités et des
médias. De nos jours, le personnel de la
Météorologie Nationale procède à des études de cas
en vue d'améliorer les performances de la prévision,
ces événements constituant des risques d'autant plus
importants qu'ils sont rares. Les 11 trombes F4 et les deux trombes F5 sont dans cette situation.
Le tableau 1 donne les références propres à ces 13
cas.
Les trombes 17 et 65 sont probablement de classe F5. Pour
la trombe 17, on arrive à cette conclusion d'après
les observations rapportées dans la littérature de l'époque : « Des ouvriers
furent lancés au-dehors par-dessus des haies et des
clôtures... Sur d'autres points, les bâtiments
furent comme pulvérisés et la place absolument
nettoyée. Des solives, des planches... furent soulevées et emportées jusqu'à 25 et 38 kilomètres de là ! Jusque près de Dieppe »
(Flammarion, 1872) ; « L'un de ces arbres a été
emporté beaucoup plus loin, lancé comme une flèche » (Pouillet, 1845). Pour
la trombe 65, la
classification en F5 résulte de notre propre examen des dommages : 17 maisons
ont été entièrement démolies, des automobiles ont été soulevées et projetées
par-dessus les maisons (fig. 1), des
morceaux de bois ont été enfoncés dans des troncs d'arbres, des tombes ont été ouvertes, etc.
Il n'existe pas de
documentation publiée sur les deux plus récentes trombes F4. La trombe 74 est
apparue sous forme d'une trombe marine dans le port
de La Palliée, puis s'est déplacée vers l'est en direction de La Rochelle.
Le long de son trajet, entre le port et le centre de la ville, une personne a été tuée après avoir été soulevée dans les
airs sur plusieurs mètres, et douze autres personnes ont été blessées. On a
observé que la trombe s'était dissipée en atteignant la zone à forte densité en
bâtiments. Des dommages de type F4 ont été décrits
par un témoin : « Des autos étaient soulevées et s'envolaient dans les airs comme des jouets, les toits
étaient emportés et les habitations soufflées » (témoignage rapporté dans le
journal La Dépêche du Midi, 26 janvier 1971).
La trombe 93 a touché le sol à l'est de la petite ville
de Levié; cinq maisons, une ferme et une scierie ont
été complètement détruites. On a estimé les dommages à 20 millions de francs. La ville est au milieu
d'une plaine découverte, mais la trombe provenait d'une région boisée. La
photographie de la figure 2 a été prise au moment où la trombe se
déconnectait du sol. Les comptes-rendus des observateurs sont classiques « J'ai
vu soudain monter des tuiles, de la paille, des
bouts de bois dans le ciel. C'était comme un champignon de plus en plus noir qui
se déplaçait, avec un bruit d'hélicoptère » (témoignage rapporté dans le journal
L'Est Républicain, 3 juin 1982).
4. Climatologie des trombes en France
a.Localisation
géographique
La figure 3 présente la localisation géographique
des 107 trombes répertoriées dans l'appendice A. La figure 4 donne des indications d'intensité de
ces trombes. Pour aider à l'interprétation de ces cartes, la figure 5 présente une carte de France avec les
caractères principaux de la topographie, tandis que la figure
6 donne des indications sur la densité en population (nombre
d'habitants par kilomètre carré). Dans l'ensemble, les figures 3 et 4 présentent
de nombreuses similitudes avec les données
rapportées par Grazulis et Abbey (1983) pour les États-Unis.
Tableau 1. Références bibliographiques sur les 11 trombes F4 et les deux trombes présumées F5.
Date |
Trombe |
Lieu |
Références |
06/07/1822 |
9 |
Peltier(1840) | |
26/08/1823 |
10 |
Rouvres |
Peltier (1840), Flammarion
(1872) |
18/06/1839 |
13 |
||
22/10/1844 |
16 |
Guillemeau
(1845) | |
19/08/1845 |
17* |
||
18/06/1863 |
18 |
Marié Davy (1877) | |
19/10/1874 |
21 |
||
13/08/1887 |
24 |
||
19/08/Î890 |
26 |
Saint-Claude |
|
24/06/1967 |
65* |
Bordes (1968). Dessens (1969) | |
24/06/1967 |
66 |
||
25/01/1971 |
74 |
La Rochelle |
(voir texte) |
02/06/1982 |
93 |
Levier |
(voir texte) |
* Trombe présumée F5.
Comme le montre la figure 3,
les trombes en France sont concentrées dans le
nord-ouest du pays, suivant un axe La Rochelle-Paris-Bruxelles. On observe un
second maximum de concentration vers le sud, dans la vallée de l'Aude et sur le
littoral méditerranéen [ par opposition, le maximum
de fréquence d'orages en France se situe dans le sud-ouest et dans le centre-est
du pays (Météorologie Nationale, 1969) ]. Bien que
cette distribution comporte un biais lié à la population (8 événements
rapportés en région parisienne). de nombreux cas sont observés dans des zones à densité de population comprise entre 10 à 50 habitants par km ou moins (comparer les figures 3 et 6). Le
classement des 107 cas par période ne suggère pas de changement en concentration
dans le nord-ouest. La concentration dans le sud,
déjà visible dans la première période, a augmenté
dans la deuxième période, probablement à cause de l'augmentation récente des
activités de cette région.
La concentration des trombes
dans le nord-ouest reflète la climatologie synoptique de cette région côtière. de nombreux cas s'étant produits dans des
situations où une zone frontale à faible vitesse de déplacement avance de l'ouest pour interagir
avec une couche de surface conditionnellement
instable s'écoulant vers le nord à travers la France. Quelques détails de cette
interaction seront fournis au paragraphe 5.
La concentration dans le sud se situe dans la vallée de l'Aude, le long d'une ligne allant de Carcassonne à Narbonne. La vallée de l'Aude sépare les Pyrénées-Orientales (Corbières) du Massif Central (Montagne Noire). Cette disposition topographique augmente la convergence de l'air qui s'écoule entre l'Atlantique et la Méditerranée : dans cette région, il peut se produire de la vorticité par interaction du vent avec le relief. Les trombes observées dans le Jura (26. 43, 68 et 93) et dans le Massif Central (33. 47 et 94) peuvent également avoir été engendrées par des effets géographiques locaux.
Le nombre très faible de trombes observées dans
le Massif Central peut sans doute être attribué à la fois à la faible densité moyenne en
population et à la forte topographie de cette
région. Ce résultat est en accord avec ceux de Tecson et ai. (1982)
pour une région similaire des Monts O/.ark dans le
centre des États-Unis.
La trombe suisse F4 du 26 août 1971 dans le canton de Vaud (décrite par Piaget,
1976) a exactement suivi la portion suisse de la
trajectoire de la trombe 26 du 19 août 1890. La similitude entre les deux
événements est telle que des vortex secondaires ont été observés dans les deux
trombes sur la portion de leur trajectoire commune qui traverse le sol plat et dégagé de la vallée de Joux entre les zones boisées de Bois d'Amont et Le Brassus. Une trombe F3 ou
F4 est également survenue dans la même vallée le 12
juin 1926, légèrement décalée au nord (décrite
également dans Piaget, 1976). Ces observations
suggèrent l'existence dune « allée à trombe » du
type décrit par Gallimore et Lettau (1970).
b. Distributions diurne et
saisonnière.
La figure 7 présente la répartition temporelle des
107 trombes. Chaque événement est pointé sur le diagramme selon le jour et l'heure indiqués en
appendice. Les histogrammes placés suivant les
abscisses et les ordonnées sont obtenus par sommation appropriée des données.
L'histogramme suivant les ordonnées donne la fréquence mensuelle des trombes,
et l'histogramme suivant les abscisses donne la
fréquence suivant l'heure.
A titre de référence, les
courbes donnant les heures des levers et couchers de soleil et du midi solaire
en fonction de la période de l'année sont également
portées sur le diagramme. Comme la France est un petit pays (à peu près comme
l'étal du Texas), il n'est pas nécessaire de normaliser les heures par les
heures solaires locales comme ont dû le l'aire Kelly
et aï. (1978) pour leur climatologie des trombes aux
États-Unis. Les heures du lever et du coucher de soleil et du midi solaire à Paris sont raisonnablement valables
pour l'ensemble du pays. En hiver (octobre a mars). l'heure locale est en avance
d'une heure sur le temps
universel (TU) ; en été (avril à septembre), elle est en avance de deux
heures.
La figure 7 montre que les mois de juin et d'août
présentent le maximum de fréquence en grandes trombes. La probabilité de trombe est maximale
entre 16h et 17h TU, et on observe un second maximum entre 18h et 19h TU. Cependant, un examen attentif de la figure 7
montre que de grandes trombes ont été observées en
France à chaque saison et pratiquement à toutes les heures de la journée. En
dehors du maximum estival (juin-août, avec 48 événements), les trombes sont
distribuées assez uniformément : 24 en automne
(septembre-novembre), 15 en hiver (décembre-février) et 20 au printemps
(mars-mai).
Une relation nette entre l'occurrence de trombe et l'insolation
est visible sur la figure 7. Les trombes sont principalement
observées vers midi pendant la période froide de novembre à mars. Pendant la
période chaude d'avril à octobre, elles se produisent plus tard dans la journée,
avec le maximum d'événements entre le milieu et la fin de l'après-midi. Cependant, 20 grandes trombes ont eu lieu
dans la nuit et la matinée, ce qui suggère que certaines trombes françaises ne sont pas directement liées à
l'insolation.
Figure 8.
Localisation des trombes avec indication du mois (1 = janvier, 2 = février, 3 = mars, etc.).
Les lignes solides délimitent approximativement les principales zones
climatiques de la France ; pour une carte
climatique plus détaillée, se reporter à la figure 1 de l'Atlas de la Météorologie
Nationale (1969). Pendant la saison froide (novembre
à mars), les trombes se produisent principalement sur les deux zones côtières. Pendant la saison
chaude (avril à octobre), elles se produisent principalement à l'intérieur des terres.
On peut également remarquer sur la figure 7 les minimums relatifs de la fréquence des
trombes en juillet et entre 17 et 18h TU. Comme il n'y a pas d'explication
évidente à ces minimums, on peut penser qu'ils sont
simplement le reflet de la petite taille de l'échantillon.
La figure 8 présente le même type de distribution
géographique que les figures 3 et 4, mais avec chaque événement repéré par le numéro du
mois correspondant. Pendant la saison froide (novembre à mars), les trombes surviennent principalement dans le
centre-ouest de la
France (19 trombes sur 28 à l'ouest de la ligne tracée de Bordeaux à l'embouchure
de la Seine). Il se produit également quelques trombes hivernales sur la côte méditerranéenne (4 sur 18 au sud de la ligne tracée des Pyrénées
centrales à la frontière franco-italienne). Toujours pendant la saison froide, les trombes sont très rares dans le reste de la France (seulement 2 sur un total
de 61). La plupart des trombes qui se produisent à l'intérieur du pays ont lieu
dans la saison chaude de juin à septembre. Le tableau 2 présente les
caractéristiques moyennes des trombes suivant la saison. Les trombes de la saison froide
semblent moins violentes que les trombes estivales,
avec ²des trajectoires moins longues et plus étroites.
Les lignes tracées sur la figure 8 délimitent grossièrement les principales
zones climatiques de la France (pour plus de
précision, se reporter à la figure 1 de l'atlas de la Météorologie Nationale, 1969). Les régions du centre-ouest et du nord-ouest
de la France ont un climat à dominante maritime. La zone côtière du sud-est bénéficie d'un climat subtropical
(ou « méditerranéen »)
contrôlé par la proximité de la Méditerranée.
L'intérieur du pays subit un climat océanique plus ou moins altéré par des
influences continentales, et par un climat de
montagne dans les Pyrénées, les Alpes et le Massif
Central.
Tableau 2. Valeurs moyennes de l'échelle F. de la longueur L de la trajectoire et de sa largeur maximale W
selon la saison (nombre de cas indiqué entre parenthèses).
Saison |
Échelle F |
L (km) |
W (m) |
Novembre-mars |
2.50 (24) |
5.44 (21) |
194 (21) |
Avril-octobre |
2.75 (83) |
9.49 (65) |
331 (61) |
Toutes trombes |
2.70 (107) |
8.50 (86) |
296 (82) |
A trois reprises, un même mésocyclone a produit deux trombes (situation similaire
à celle décrite par Burgess et al., 1982) : 1" août 1963, trombes
54 et 55, distantes de 143 min (80 km) ; 24 juin 1967, trombes 64 et 66, distantes de 80 min (83 km) ; et 20 septembre 1973,
trombes 80 et 81, distantes de 120 min (90 km). Dans quelques autres cas, le
mésocyclone générateur d'une trombe en France s'est
déplacé vers un pays voisin et y a engendré une ou plusieurs trombes supplémentaires : le mésocyclone de la trombe 67 s'est déplacé vers la Belgique et les Pays-Bas,
produisant des trombes à Oostmalle, Chaam et Trecht (Wessels, 1968) ;
celui de la trombe 69 a continué en Allemagne avec une trombe à Pforzheim (Nestlé, 1969) ; et celui de la
trombe 96 a continué en Belgique, avec une trombe à
Léglise (Caniaux,
1984).
L'appendice B met en évidence une différence marquée entre le
nombre de cas de la première période (49 trombes en 280 ans) et celui de la deuxième
période (58 en 29 ans). Il n'y a pourtant pas de
raison de supposer que le nombre annuel de trombes en France a changé significativement sur les 309 années de la période
étudiée. On peut plutôt attribuer cette différence à une meilleure collecte des
informations dans la deuxième période. Pour cette raison, on ne considérera que les données de la période moderne pour les
calculs de la probabilité du risque et de la période de retour présentés au
paragraphe 4e.
e. Dimension des trajectoires et probabilité du risque
Le tableau 3 présente les valeurs moyennes de la longueur
L de la trajectoire, de sa plus grande largeur W, et de sa superficie A (=
LW) pour les trombes de différentes intensités. On y
indique également le nombre d'événements pour
lesquels ces données sont disponibles. La superficie de la trajectoire a été
calculée avec les 78 cas pour lesquels L et W sont disponibles simultanément.
Afin de comparer ces données statistiques à celles des États-Unis, on a utilisé
le schéma de classification FPP proposé par Fujita et Pearson (1973),
et pointé la longueur moyenne en fonction de la plus grande largeur, le résultat
est présenté sur la figure 9. Sur cette figure, on présente également les gammes
de longueur et de plus grande largeur des
trajectoires observées aux États-Unis pour les classes d'intensité F2, F3 et F4
(d'après le tableau 1 de Fujita et Pearson,
1973).
Tableau 3. Valeurs moyennes
de la longueur L de la trajectoire, de sa largeur
maximale W et de sa superficie A selon l'échelle F (nombre de cas indiqué entre
parenthèses).
Échelle F |
L (km) |
W(m) |
A (km2) |
F2 |
4.4
(36) |
0,8 (33) 4,4 (34) 12.4(11) 4.0 (78) |
Figure 9. Diagramme de la longueur moyenne L de
la trajectoire en
fonction de sa largeur maximale moyenne W selon l'intensité. Les
trois croix entourées d'un cercle représentent les paires de L et W du tableau 3.
Les zones délimitées par
des carrés représentent les plages des valeurs de ces paramètres pour les trombes américaines (d'après le
tableau l de Fujita et Pearson, 1973).
Il apparaît sur la figure 9 que les trombes françaises ont une
trajectoire moyenne plus courte que les trombes américaines de même intensité. La
différence augmente avec l'intensité de la trombe.
On pourrait expliquer le décalage observé par une surestimation systématique des
intensités des trombes françaises dans l'échelle F. Cependant, une révision de
nos procédures d'estimation rend cette hypothèse peu
probable. Une explication différente qui conviendrait plus particulièrement aux
trombes violentes pourrait être une surestimation de
la longueur moyenne des trajectoires de ces trombes aux États-Unis ; il s'avère en effet comme probable que certaines trombes à « très longue trajectoire » sont en
réalité des trombes différentes produites en série
par le même mésocyclone (Doswell et Burgess, 1988).
La densité de population de la majeure partie du territoire français, même dans la première période,
permet une bonne estimation des longueurs de trajectoire. On peut
également noter qu'on n'a pas observé en France de
trombes à longue trajectoire, alors que plusieurs
cas de trombes en série ont été répertoriés.
Lorsqu'on compare les largeurs de trajectoire, on trouve
que les valeurs moyennes des trombes françaises F2 et F3 sont à la limite supérieure des valeurs des trombes américaines de
même classe. Ceci s'explique par le fait qu'on a considéré la plus grande largeur de la
trajectoire et non pas la largeur moyenne de chaque événement. A l'opposé, la plus grande largeur des 11 trombes F4 et F5 se
trouve à la limite inférieure des largeurs des
trombes américaines comparables.
Figure 10. Photographie de la trombe 52 à Évreux le 4 mai 1961.
L'intensité de cette trombe a été estimée F3. On
remarque la présence de
deux grands vortex
secondaires dans celle trombe a vortex multiples. Voir Delpech (1962a) pour informations détaillées (T'Photographie P. Pélassy).
Par suite de la compensation des différences entre longueurs et
largeurs maximales des trajectoires, les superficies affectées par les trombes françaises
F2 et F3 et par les trombes américaines
correspondantes ne sont pas notablement différentes. Mais pour les trombes F4 et
F5, les superficies atteintes sont plus faibles en France qu'aux États-Unis par suite de la plus petite longueur
des trajectoires. Nous n'avons pas d'explication à
cette différence de caractéristiques comparées entre trombes F2 et F3 d'une
part. et trombes F4 et F5 d'autre part. mais il est possible qu'elle résulte à la fois du faible échantillon
disponible et de l'absence de trombes à longue trajectoire en France.
La superficie moyenne atteinte par une trombe (4 km) permet d'estimer la probabilité de risque en
France. Pour la deuxième période, un a enregistré 58
trombes d'intensité F2 ou plus (2 par an). En
conséquence, sur un plan national, la superficie moyenne exposée aux trombes importantes est d'environ 8 km2 par an. A
partir du rapport de cette superficie par celle de la France, la probabilité pour qu'un point donné soit touché par une trombe importante s'établit à 1,5 x 10'' par an, et la période de retour est d'environ 70 000
ans. Cette probabilité est à peu près égale à 7% de la probabilité correspondante dans les Grandes Plaines des États-Unis (Abbey. 1976). Il convient
de remarquer que celle estimation se rapporte à
l'ensemble du pays : si l'on considère la
répartition géographique présentée sur les figures 3 et 4, on
peut observer que le niveau de risque est fortement plus
élevé dans certaines régions de
Les conséquences des grandes trombes en France pendant la deuxième période peuvent être appréciées en notant que 20 personnes ont été
tuées (0,7 par an) et
327 ont été blessées
(11.3 par an). Environ 360 maisons et 320 caravanes (remorques à 2 roues
utilisées pour le camping) ont été détruites,'et
plus de 1000 maisons ont subi des dommages importants (essentiellement des
toitures enlevées).
Le tableau 4 présente les caractéristiques moyennes des trombes selon les
conditions géographiques locales. Ces caractéristiques montrent que si les trombes terrestres en provenance de la
mer sont peu nombreuses, elles ont tendance a être
plus violentes tout en ayant une trajectoire courte.
Cette observation suggère qu'il y a rupture du vortex à son passage dans les terres, peut-être dû à un changement de rugosité du sol.
Tableau 4. Valeurs moyennes
de l'échelle F. de le longueur L de la trajectoire et de sa largeur maximale W selon le type de paysage (nombre de cas indiqué entre
parenthèses).
Type de paysage |
Échelle F |
L (km) |
W (m) |
|
|
| |
de la mer |
2.9 (7) |
3.7 (6) |
116(5) |
Pays plat |
2.5 (20) |
180 (17) | |
Vallonné (non boisé) |
7,9(14) |
195 (15) | |
Boisé |
3.1 (11) |
17,1 (10) |
850(11) |
2.7 (107) |
8.5 (86) |
296 (82) |
Les données de ce même tableau suggèrent également que les trombes en régions vallonnées sont presque aussi nombreuses que les trombes en pays
plat, et qu'elles ont
tendance à être plus violentes. Les augmentations simultanées de la longueur
moyenne des trajectoires et de leur plus grande largeur sont logiques, puisque ces
paramètres sont l'un et l'autre en relation directe
avec l'échelle F (Fujita, 1978).
Les données statistiques du tableau 4 montrent que les
trombes en régions boisées sont un peu plus violentes que les autres trombes. De plus, la longueur moyenne de leur
trajectoire est plus de deux fois supérieure à celle des autres trombes, et la plus grande largeur est environ quatre fois supérieure. Pour les trombes survenant en pays
boisé, les dommages bien visibles aux arbres peuvent conduire à une
surestimation de l'intensité, mais permettent une estimation exacte
des dimensions de la trajectoire. A l'opposé, la
largeur de la trajectoire d'une bande se déplaçant
au-dessus d'une région plate et dégagée risque
d'être sous-estimée par suite de l'absence de trace laissée au sol.
On peut noter que le fait de trouver des trajectoires
plus larges pour les trombes évoluant en régions
boisées, donc au-dessus de surfaces rugueuses, est
conforme aux simulations en laboratoire (Dessens, 1972 ;Wilkinsf7f ai., 1975) et
aux modèles numériques (Harlow et Stein, 1974 : Bode et ai., 1975). Ces
simulations et modèles ont montré qu'on doit s'attendre à une augmentation du
diamètre d'une trombe
lorsque la rugosité du sol augmente. Baker et al. (1982) ont également montré
qu'une trombe devient plus dévastatrice peu de temps après son passage sur un
îlot boisé. Le fait que les trombes aient une trajectoire plus longue lorsqu'elles évoluent en région forestière est probablement une conséquence
de l'augmentation de leur diamètre, une large trombe étant plus stable qu'une petite trombe.
On-note diverses observations
rapportant un effet de la rugosité de surface sur la morphologie de la trombe. Les trombes 26 et 80 ont été l'une et l'autre observées au moment de leur passage d'une forêt à
une zone dégagée. Dans les deux cas, le vortex s'est réorganisé, et on a observé
le développement de vortex secondaires. Des vortex secondaires ont été observés
dans les trombes 3, 4, 21, 24 et 52 (voir par exemple la figure 10 ; voir également la planche 8.18 dans Ludlam, 1980) au moment de leur passage sur des sols de rugosité variable, mais on
n'a pas noté la relation entre la morphologie de la trombe et la nature du sol. On peut
rapprocher ces observations de celles de Blechman (1975) selon lesquelles les transitions de
vortex multiple à vortex simple sont bien corrélées
avec les augmentations brutales de la rugosité de surface.
g. Type de temps Le tableau 5 présente les
caractéristiques moyennes des trombes selon le type
de temps qui leur est associé. Le rôle primordial de la convection dans la formation des trombes est suggéré
par le maximum de fréquence en été et l'après-midi (fig. 7). il est
confirmé par l'association des trombes aux orages et
à la grêle.
Tableau 5. Valeurs moyennes de l'échelle F, de la
longueur L de la trajectoire et de sa largeur maximale W selon le
type de temps (nombre de cas indiqué entre parenthèses).
Type de paysage
Échelle F
L
(km)
W (m)
Pas de |
tonnerre |
2.2 |
(13) |
2.2 |
(9) |
97(11) |
Orage |
avec tonnerre |
2.7 |
4.0 |
(21) |
177 (18) | |
Orage |
à grêle |
2.9 |
(48) |
10.6 |
(41) |
428 (39) |
Toutes |
trombes |
2.7 |
8.5 |
(S6) |
296 (82) |
II est également intéressant
de noter que les 13 trombes pour lesquelles les
observateurs ont précisé qu'il n'y a pas eu de tonnerre ont été notablement moins violentes que les 26 trombes avec tonnerre, et la longueur ainsi que la plus
grande largeur de leur trajectoire ont été plus faibles. Bien qu^il puisse y avoir des erreurs d'observation, nous
pensons que la plupart des cas avec tonnerre se sont produits à proximité ou
au-dessous de l'orage, et que les cas sans tonnerre sont relatifs à des trombes
formées au-dessous d'une ligne de nuage située à distance du foyer orageux
principal. Quelques-uns de ces cas sont semblables aux « landspouts » ou « gustnadoes » récemment
observés aux États-Unis (cf. Bluestein, 1985 : Brady et Szoke. 1988). II
est également probable que quelques autres de ces cas sont de même nature que les vortex observés dans les mésocyclones de petites
dimensions, mais intenses, qu'on rencontre sur les côtes de la Manche (Forbes, 1985).
Bien qu'en France la répartition géographique des trombes soit différente de
celle des chutes de grêle, on a observé à diverses
reprises une forte grêle avec la trombe. Par
exemple, il y a 14 cas (13% du total) associées a des chutes de grêlons de
taille supérieure à 30 mm : trombes 7. 14; 24. 26. 43. 44. 45, 46,
58 (>100 mm). 65 (100
mm), 68, 84. 90 et 106 (100 mm).
h. Sens de déplacement et de rotation
Le sens de déplacement d'une
trombe ainsi que son sens de rotation sont déterminés par
l'environnement météorologique. Sur les 89 trombes
pour lesquelles le sens de déplacement a été noté. 46 se sont déplacées vers le
nord-est, et 79 dans une direction comprise entre le
nord et l'est. Les vitesses de déplacement sont connues pour 14 trombes elles s'échelonnent
entre 3 et 19 m/s, avec une moyenne de 10.6 m/s (valeur médiane : 11.2
m/s).
On a noté un sens de rotation cyclonique dans 13 cas (trombes 17. 26. 31. 33.
34. 35, 39, 52. 56. 65. 96, 98 et 106). et anticyclonique dans 4 cas (trombes
28, 43. 66 et 83). Ces chiffres ne représentent sans doute
5. Conditions météorologiques
Les données utilisées pour l'examen des conditions synoptiques qui conduisent à des
orages à trombe en France sont extraites du Bulletin
Européen Météorologique (publié depuis 1976) et du Bulletin Quotidien d'Études, ce dernier
bulletin fournissant des données au sol détaillées pour la France. On va
également inclure ici les résumés de deux situations qui ont été étudiées en
détail par les services météorologiques français.
Carlson et Ludlam (1967) ont décrit les situations synoptiques qui
engendrent les orages violents sur le Royaume Uni et l'Europe de l'ouest, et ils les ont comparées aux situations à orages
violents aux États-Unis. Ludlam (1980 ; voir en
particulier pp. 244-246, 288-289 et 297-298) a résumé et développé cette
discussion.
a. Conditions synoptiques générales
Comme l'on déjà fait Maddox et ai (1980b) aux
États-Unis, on a classé,
à partir des champs au niveau 500 hPa, les situations synoptiques de 22 journées
de la période 1978-1988 au cours desquelles se sont
produites au total 24 trombes. Sur les 22 journées,
12 peuvent être immédiatement reconnues comme se
reportant exactement à une situation type d'été (5
journées, 5 trombes) ou d'hiver (7 journées, 8 trombes). Sept autres journées (8 trombes) peuvent
être assimilées assez facilement à l'une de ces
situations (5 pour l'hiver, avec 5 trombes, et 2 pour l'été, avec 3 trombes).
Enfin, les situations synoptiques des 3 dernières
journées (trombes 89, mai ; 90, février ; 93, juin) diffèrent radicalement de
ces deux types de situation, et elles ne peuvent
donc pas être assimilées à un écoulement type au
niveau 500 hPa.
Pour les situations typiques de l'été (approximativement de juin à août), le champ au niveau
500 hPa présente une profonde dépression soit sur le Golfe de Gascogne, soit
plus loin sur l'Atlantique, et des hautes pressions sur le Sahara. Entre les deux zones, on observe en conséquence un
écoulement de sud-ouest de l'ordre de 20 m/s au-dessus de la France. Ce type d'écoulement est schématisé sur la figure 11a. Le champ de pression au sol présente
un léger creux au-dessus de la France (appelé parfois marais barométrique). Un système frontal faible à déplacement lent est
parfois observé immédiatement à l'ouest de la région
de la trombe. Les vents au sol sont en général faibles. Ce champ en surface est présenté schématiquement sur la figure 11b. Les
trombes 91, 94, 100, 102 et 106 font partie de ce groupe.
Pour les situations typiques de l'hiver (approximativement
d'octobre à mars), le champ au niveau 500
Pour les 7 cas intermédiaires, on observe un centre dépressionnaire à l'ouest de la France, entre les positions d'hiver et
d'été. Dans ce groupe, les situations relatives aux trombes 95 et 96 (même jour
; voir chapitre 5.b.2) et 97 (toutes en septembre)
s'apparentent plutôt à la situation type de l'été. Les situations relatives aux trombes 87
(février), 92 (mars), 101 (avril), 105 (mars), et
107 (février) s'apparentent davantage à la situation type de l'hiver.
Les trajectoires des masses d'air sur des surfaces à
température potentielle constante (surfaces isentropiques) ont été établies par la Météorologie
Nationale à l'aide des données du Centre Européen de Reading pour deux situations d'été (trombe 100,18
juillet 1983; et 106, 17 août 1986) et pour une situation apparentée (trombes
95 et 96, 20 septembre 1982) ; voir Albergel (1988)
pour les détails de la méthode de calcul. Ces trajectoires montrent que
l'écoulement à moyen niveau est très lent, qu'il pénètre par le sud de la
France, et qu'il s'agit d'air d'origine
méditerranéenne. Les trajectoires au niveau supérieur révèlent un écoulement
beaucoup plus rapide en provenance .de l'Atlantique arrivant par le sud-ouest de la
péninsule Ibérique et atteignant le nord-est de la France.
1) 24/25 JUIN 1967 (TROMBES 64 à 67, ET TROMBES EN
BELGIQUE ET AUX PAYS-BAS)
Cette situation à trombe est la plus violente de la
période moderne en Europe de l'Ouest. En plus des quatre trombes importantes observées en
France (avec 8 personnes tuées et 80 blessées), trois trombes ont touché la
Belgique et les Pays-Bas, tuant 5 personnes (Wessels, 1968).
Le 24 juin 1967, une couche d'air en surface conditionnellement instable s'étend sur le Golfe de
Gascogne, le sud des îles Britanniques, et la
France. La situation synoptique générale en surface
à 18h TU sur la côte ouest de l'Europe est présentée
sur la figure 13 (carte
extraite du Bulletin Quotidien d'Études, 24 juin
1967). A ce moment, le centre dépressionnaire principal est centré sur
l'Irlande, à
Dans son étude détaillée.
Bordes (1968) a trouvé que les orages à trombe de
cette situation se sont produits au passage de deux petites dépressions secondaires à travers la France. L'arrivée de ces
dépressions sur le nord-est à l'avant d'une zone
frontale est illustrée par la carte à 700 hPa
présentée sur la figure 14, où les creux apparaissent comme des
dépressions à moyenne échelle. Chacune de ces deux petites dépressions est
associée à une convergence renforcée dans la couche de surface, et à une poussée d'air
froid océanique à moyen niveau. La première de ces dépressions secondaires,
notée
Figure 14. Carte au niveau 700 hPa pour le 24 juin 1967 à
12hTU. Les lignes en trait continu représentent les contours d'altitude
géopotentielle, et les lignes en pointillés
représentent les isothermes en degrés centigrades. «
D » figure une dépression ou un centre de
basse pression, « A » figure un anticyclone ou un centre de haute pression. On
observe un centre principal de basse pression au sud-ouest de l'Irlande. Les
trois petites dépressions secondaires qui se
déplacent vers le nord-est à travers le nord-est de ta France et vers les
Pays-Bas sont représentées par ties chiffres romains
I, II et III ; 1 et II ont produit des phénomènes
météorologiques violents en France les 24 et 25 juin
1967. D'après la figure 17 de Bordes (1968).
La coupe temporelle de la température potentielle du
thermomètre mouillé présentée sur la figure 16 met en évidence le passage des dépressions secondaires au-dessus de Trappes (près de
Paris). Avec le fort contraste de température potentielle entre l'air près du
sol et l'air à moyen niveau, contraste encore
amplifié l'après-midi par l'insolation, la
déstabilisation de la couche en surface conduit à une convection profonde au nord et à l'est des dépressions. Une telle séquence d'événements
n'est pas unique, ainsi que le suggère la forte similitude entre la situation
représentée sur la figure 14 et celle du 4 mai 1961 (trombes 51 et 52)
décrite par Delpech (1962a, b). 2) 20 SEPTEMBRE 1982 (TROMBES 95 et 96,
Figure 15. Analyse
détaillée en surface le
24 juin 1967 à 20h TU pour le nord de la France et la Belgique ' D'après la figure 10 de Bordes (196S) ].
Figure 16. Évolution
temporelle de la température pseudo-adiabatique potentielle du thermomètre mouillé à la
verticale de Trappes. France (25 km à l'ouest-sud-ouest du centre de Paris)
montrant le passage des
trois dépressions secondaires. Les régions d'advection d'air froid (essentiellement d'air maritime à moyen niveau) sont représentées par un signe moins (-), et celles d'advection d'air à température positive
(essentiellement d'air
conditionnellement instable en surface) par un
signe plus (+). Sur celte figure, le temps avance de la
droite vers la gauche [d'après la figure 16 de Bordes (196S) ].
Figure 17. Séquence de cartes au niveau 700 hPa : (a) 20 septembre 1982. 12h TU ; (b) 20 septembre
1982,12h TU : (c) 21 septembre 1982, Oh TU. Altitudes en mètres (lignes
en irait continu), températures en degrés centigrades (lignes en pointillés). L'ondulation faible dans la /.one frontale qui avance à travers la France pendant cette période est mieux visible sur le champ des
températures ; on observe une distorsion dans le champ des températures à travers le sud-ouest de la France le 20
septembre à Oh TU. D'après les figures 6, 7 et 8 de Caniaux (1984).
La situation synoptique générale relative à cet épisode présente
une dépression en surface d'intensité modérée à l'ouest de la Norvège, avec un système frontal se déplaçant vers le sud. L'extrémité sud de ce front aborde la France par la
Bretagne dans la soirée du 19 septembre. Dans les premières heures du 20
septembre, une ondulation faible se forme sur ce front au large du sud-ouest de la France, et avance rapidement vers le
nord-est pendant que le front se déplace lentement vers l'est. Le déplacement de cette ondulation au-dessus de la France est
illustré par les cartes au niveau 700 hPa présentées sur la figure 17. Comme on l'a
déjà indiqué, nous classons cette journée dans la situation transitoire entre les modèles d'été et d'hiver.
L'analyse détaillée de Caniaux (1984) montre que les
orages générateurs des trombes du 20 septembre se
sont développés à partir d'une couche en surface conditionnellement instable qui recouvre toute la
France depuis plusieurs jours. De nombreux orages se sont déjà produits dans les
après-midi et les soirées des trois jours précédents. Le 20 septembre, la convection se développe sur tout le secteur chaud à
l'avant de l'ondulation frontale et elle est particulièrement violente au nord
de la France par suite d'une forte convergence près du sol et d'une divergence
Dans les Ardennes françaises, les premiers orages ont
lieu en milieu de matinée et les seconds, plus
violents, en fin d'après-midi alors que la dépression atteint cette région. L'ascendance sur les Ardennes constitue un élément
favorable au déclenchement des orages. Un
réchauffement par le soleil de la couche en surface pendant une brève période de ciel clair entre les deux groupes d'orages intensifie la convection. Ce réchauffement provoque également une
humidification des basses couches de l'atmosphère
par évaporation de l'humidité au sol apportée par les précipitations du
premier groupe d'orages. Caniaux (1984) a trouvé que par suite de ces effets
locaux, le champ de la température potentielle du thermomètre mouillé à Trappes
à 12h TU le 20 septembre présentait une différence
de 4°C entre le sol (1010 hPa) et le niveau 820 hPa (de nombreuses
caractéristiques de ce cas ressemblent à celles décrites par Maddox
et al. 1980a, dans un modèle conceptuel
de champs en surface propices à la formation d'orages violents à lavant des
zones frontales).
c. Conditions météorologique favorables
A partir d'études de cas et d'analyses telles que celles
décrites ci-dessus, on peut suggérer que les trombes
françaises les plus caractéristiques se produisent dans une situation marquée
par l'invasion dans les basses couches d'air méditerranéen, et par une
circulation à moyen niveau amenant de l'air froid atlantique. Un facteur
important est constitué par les propriétés thermodynamiques de la couche de
surface dues au réchauffement et à l'humidification de l'air pendant sa traversée de la
France. Ainsi que l'indique Ludlam (1980 ; p. 245),
la Méditerranée est entourée de terres au-dessus desquelles la couche adiabatique atteint une
température potentielle plus élevée, de sorte qu'en
général il n'y a pas convection ordinaire sur la
mer, qui agit comme un puits de chaleur plutôt que
comme une source. Ainsi, l'air qui arrive de la Méditerranée sur la France n'a
pas normalement un degré élevé d'instabilité conditionnelle. L'instabilité se développe plutôt dans une région située au nord des Pyrénées, lorsque l'air s'écoule lentement de la
Méditerranée vers cette région. Carison et Ludlam
(1967) suggèrent que le sud-ouest de la France, et
notamment la région au sud de Bordeaux, est particulièrement bien situé pour le développement d'une forte instabilité conditionnelle de l'air. Dans cette
région du sud de la France, la convection est
limitée à la couche de surface par de l'air à moyen
niveau possédant une température potentielle élevée.
Cette couche de blocage a son origine au sud des Pyrénées, sur la plateau espagnol (une situation analogue se rencontre au
Texas, où la convection est bloquée en surface par une couche d'air chaud et sec en provenance des régions centrales élevées du Mexique). La couche inférieure est
chauffée et humidifiée par l'ensoleillement du sol
humide de cette région.
Lorsqu'une forte perturbation arrive par l'ouest
(hiver), ou qu'une dépression se forme dans le golfe de
Gascogne (été), cet air de la couche inférieure est
transporté vers le nord,
éventuellement en dehors de la zone de blocage. Les analyses de Carison et Ludlam (1967) indiquent que cet écoulement en
surface n'est pas continu, mais se produit par bulles successives ou poussées
d'air chaud et instable.
Le transport de ces bulles vers le nord provoque des
conditions localement favorables au développement
d'orages violents dans le centre et le nord de la France, mais ne suffit pas
forcément au déclenchement de trombes. Les études de
cas suggèrent que l'instabilité des couches inférieures doit être amplifiée par
des effets locaux, et qu'il doit y avoir un cisaillement suffisant du vent pour que la convection
s'organise. Des interactions entre la couche de surface et une masse d'air
maritime en provenance de l'Atlantique peuvent fournir les conditions
nécessaires au déclenchement des trombes.
Pour chaque type saisonnier d'écoulement synoptique identifié ci-dessus, deux situations à trombes peuvent se
produire. La première (et la plus dangereuse, bien que semble-t-il la moins commune) survient lorsque la
couche instable de surface se déplace vers le nord ou le nord-est du pays dans
le même temps qu'une profonde dépression située sur les îles britanniques et se déplaçant rapidement vers l'est provoque un
écoulement d'air maritime froid sur la Manche et le golfe de Gascogne. Une zone frontale barocline très marquée orientée nord-sud sépare les
deux masses d'air. Une dépression secondaire se creuse sur la trace du front au
sol, ou immédiatement à l'avant ; le développement de cette dépression se
produit généralement sur le golfe de Gascogne. La
dépression se renforce rapidement et file vers le nord le long ou parallèlement
au front en se transformant en occlusion. Selon la
vitesse de déplacement vers l'est de la limite frontale, la trajectoire de la dépression secondaire peut soit rester au-dessus de la Manche (comme dans le
cas décrit par Forbes, 1985), soit pénétrer en
France par la Bretagne et aller vers le centre de la Belgique. Cette dépression à méso-échelle conduit à un développement local du gradient thermique, et génère de la convergence dans la couche de surface
: le cisaillement de vent lié au front produit la vorticité favorable à l'organisation de la convection
(on peut également*
supposer que des processus baroclines locaux
permettent la génération de vorticité dans les orages se formant le long d'un
tel système frontal). L'expérience suggère que, si
la couche de surface contient de l'humidité en quantité suffisante, et si la divergence troposphérique
supérieure est forte, les orages s'organisent en un système qui se déplace avec
la perturbation secondaire. Ces orages peuvent produire des trombes F2 ou F3. Si la divergence au niveau
supérieur est faible, il ne se produit que des
La seconde situation à trombe (qui est la plus courante)
se rattache à des orages qui se forment nettement à l'avant du front froid,
souvent juste à l'arrière d'un front chaud qui avance vers le nord et vers l'est. Dans ce cas, le front froid ralentit ou s'arrête
en abordant l'ouest de la France. Les orages s'organisent généralement en lignes
parallèles au front chaud. 11 semblerait qu'une
perturbation à niveau moyen ou supérieur se couple à des effets locaux au sol
pour produire de violents orages. Comme Ludlam
(1980) l'a bien mis en évidence, les effets locaux
contribuent à produire le degré voulu d'instabilité ; l'existence d'une bande
d'averses suivie d'une période de ciel clair avant
les orages à trombe du 20 septembre 1982 en est une bonne illustration.
Divers aspects de ces situations sont semblables à ceux
décrits par Maddox et cil. (1980a) pour le centre des États-Unis. Dans cette région, la
convection éclate dans une masse d'air située à
l'avant d'un front lent ou immobile apparu le long de discontinuités thermiques
internes, tel qu'il en existe entre une région de ciel clair, et donc chauffée par le soleil, et une région voisine nuageuse et relativement froide. L'analyse des situations survenues aux
États-Unis suggère que la formation de telles discontinuités internes conduit fréquemment à une
circulation thermique directe. A son tour, cette
circulation provoque une convergence qui déclenche la convection profonde le long de la limite entre les régions
dégagées et nuageuses. De telles situations aboutissent à des trombes violentes,
en général de courte trajectoire, avec peu de trombes pour chaque situation, bien à la manière des
trombes qui se produisent dans le nord-ouest de la
France.
Les différences dans la modification de la couche de
surface en provenance du sud rendent compte pour l'essentiel des variations
saisonnières reflétées par la répartition géographique de la figure 8. Les
régions côtières de l'ouest et du nord-ouest
bénéficient d'un climat plus doux et plus humide que la plupart des régions de
l'intérieur. Les températures diurnes au sol à
l'intérieur du pays sont typiquement plus élevées en été, et plus basses en
hiver, que celles des régions côtières de l'ouest et
du nord-ouest. En été, les conditions à l'intérieur du pays favorisent le
réchauffement par le bas de la couche de surface qui s'écoule vers le nord, et donc sa
déstabilisation. Ceci ne se produit pas aussi bien dans les régions côtières
parce que le contraste entre les températures du sol
et de l'air est moins fort. En hiver, la
modification initiale de la couche de surface au nord des Pyrénées se fait plus
lentement. Pendant le transfert de cette couche vers le nord, l'air peut être
plus chaud que le sol dans l'intérieur du pays, de sorte qu'il est refroidi par le bas et stabilisé. Dans les régions côtières, les températures au sol peuvent excéder
celles de l'air d'advection, ce qui amplifie
l'instabilité.
6. Conclusions
La présente étude résume les données disponibles sur 107
trombes françaises des classes F2 à F5 de l'échelle de Fujita. L'étude
montre que la France connaît à peu près deux de ces « grandes » trombes par an,
chacune affectant en moyenne une superficie d'environ 4 km3. En un lieu
donné, la probabilité de risque d'une trombe est de l'ordre de 1,5 x 10' par an. Cependant, le
risque est bien supérieur dans certaines régions du pays, principalement au
nord-ouest d'une ligne allant du golfe de Gascogne au centre de la Belgique, et
sur une étroite ceinture de la côte méditerranéenne.
Les régions montagneuses sont en général à l'abri des
trombes, sauf une vallée du Jura.
Bien qu'il puisse y avoir
quelques différences dans la détermination de la classe d'intensité entre les
trombes-françaises et américaines, il semble que la plupart des
trombes françaises de chacune des classes F2 et F3 laissent une trace au sol
plus large mais plus courte que les trombes
américaines de même catégorie. Quant aux trombes
françaises de la catégorie F4, il se pourrait que leurs traces
au sol soient à la fois plus étroites et plus courtes que celles des trombes
américaines correspondantes, mais l'échantillon est réduit.
Il apparaît que les caractéristiques des trombes sont
davantage influencées par la couverture du sol que
par le relief : les trombes en terrain plat et en régions vallonnées présentent
des caractéristiques assez semblables (échelle d'intensité, longueur et largeur maximale) alors que les trombes au-dessus des forêts ont une largeur
maximale environ quatre fois supérieure aux autres. Plusieurs comptes-rendus font état de la formation
de vortex secondaires lorsqu'une trombe venant d'une
région à forte rugosité (forêt) arrive au-dessus d'un sol dégagé.
L'analyse des champs de pression au sol et en altitude de 21 situations à trombe dans la période 1978-1988 montre qu'il existe un type de temps caractéristique favorable à la formation de trombes en été, et un autre en hiver. Les rétrotrajectoires isentropiques de masses d'air calculées pour trois de ces situations, et l'examen de notes techniques de la Météorologie Nationale portant sur quelques événements spécifiques, suggèrent qu'une caractéristique commune aux situations à trombe est l'interaction d'une couche d'air instable en surface s'écoulant vers le nord avec de l'air maritime en provenance de l'Atlantique et s'écoulant vers l'est.
L'air de la couche en surface provient de la Méditerranée, et il s'est réchauffé et humidifié
au-dessus du sud de la France. La convection dans le sud de la France est empêchée par une couche de
blocage constituée d'air sec et chaud à moyen niveau
en provenance d'Espagne.
Par advection vers le nord, la couche en surface qui
était au-dessous de la couche d'inversion se
retrouve au-dessous de l'air froid d'origine atlantique, et il en résulte une forte
instabilité conditionnelle entre le sol et l'atmosphère moyenne. Les orages à trombe se forment soit à l'avant d'une dépression
secondaire qui avance vers le nord ou le nord-est le long d'un front en surface, soit
dans la masse d'air chaud qui recouvre la France ; dans ce dernier cas, des
effets locaux contribuent à renforcer l'instabilité conditionnelle près du
sol.
APPENDICE A Chronologie de 107
trombes F2-F5 en France (1680-1988)
Trombe |
Lieu |
Longueur trajectoire
(km) |
Largeur trajectoire
(m) |
1 |
Reims |
10/08/1680 |
1730 |
2L |
|
30 |
|
0 |
|
2 |
Montpellier |
02/11/1729 |
0800 |
2L |
2 |
200 |
|
0 |
F |
3 |
Les Pennes-Mirabeau |
17/06/1745 |
1600 |
2L |
3 |
80 |
|
1 |
|
4 |
06/08/1776 |
1500 |
2L |
|
|
|
|
| |
5 |
Dijon |
20/07/1779 |
1830 |
2L |
|
|
|
1 |
|
6 |
03/11/1780 |
1800 |
3L |
|
|
|
0 |
H | |
7 |
Escales |
15/06/1785 |
1400 |
2L |
|
|
|
2 |
|
8 |
29/05/1807 |
1500 |
3L |
|
|
6 |
1 |
H | |
9 |
06/07/1822 |
1335 |
4L |
22 |
|
(1) |
|
H | |
10 |
Rouvres + 2 |
26/08/1823 |
1500 |
4L |
20 |
100 |
1 |
2 |
|
11 |
26/08/1826 |
|
2L |
3 |
150 |
1(1) |
1 |
| |
12 |
13/09/1835 |
|
3L |
|
|
|
|
| |
13 |
18/06/1839 |
1200 |
4L |
4 |
150 |
|
1 |
| |
14 |
30/05/1841 |
1820 |
3L |
|
|
1 |
2 |
| |
15 |
19/09/1844 |
1200 |
3L |
3 |
|
(1) |
|
| |
16 |
22/10/1884 |
1600 |
4L |
0,8 |
|
20 |
1 |
S | |
17 |
19/08/1845 |
1315 |
5L |
15 |
300 |
70 (130) |
2 |
H | |
18 |
18/06/1863 |
|
4L |
5 |
200 |
|
|
| |
19 |
23/08/1865 |
3L |
10 |
50 |
|
2 |
| ||
2U |
La Poiteviniere |
30/09/1874 |
1630 |
2L |
8 |
|
|
1 |
F |
21 |
19/10/1874 |
1640 |
4L |
12 |
400 |
(3) |
2 |
| |
22 |
29/10/1874 |
1600 |
2L |
|
|
(1) |
0 |
| |
23 |
1640 |
2L |
2 |
80 |
|
0 |
H | ||
24 |
13/08/1887 |
1830 |
4L |
6 |
100 |
8 |
2 |
F |
APPENDICE
A (Suite)
| |||||||||
Trombe |
Lieu |
Longueur trajectoire
(km) |
Largeur trajectoire
(m) |
||||||
25 |
Dreux + 3 |
18/08/1890 |
2225 |
31. |
9 |
450 |
(1) |
2 |
|
26 |
Saint-Claude |
19/08/1890 |
2000 |
4L |
58,5 |
1000 |
6 |
2 |
H, W |
27 |
21/09/1893 |
1100 |
3L |
3 |
80 |
(5) |
| ||
28 |
1840 |
2L |
|
|
|
1 |
| ||
29 |
01/07/1894 |
1610 |
2L |
|
|
|
|
| |
30 |
Paris |
26/07/1896 |
1630 |
2L |
7 |
|
|
2 |
|
31 |
Paris |
10/09/1896 |
1440 |
2L |
6 |
300 |
|
|
|
32 |
Asnières-sur-Seine + 4 |
18/06/1897 |
1700 |
3L |
21 |
200 |
3 (20) |
| |
33 |
03/06/1902 |
1400 |
3L |
7 |
3000 |
1 |
2 |
H,W | |
34 |
Saint-Maur
+ 1 |
28/08/1905 |
1510 |
3L |
5 |
30 |
1 |
|
|
35 |
Gravant |
04/07/1905 |
2100 |
2L |
12 |
350 |
|
|
F |
36 |
22/05/1907 |
|
2L |
2 |
|
|
|
| |
37 |
10/10/1921 |
1230 |
2L |
12 |
400 |
|
|
| |
38 |
Nice |
01/12/1924 |
1600 |
3L |
4,5 |
100 |
(30) |
S | |
39 |
27/02/1927 |
0420 |
3L |
20 |
100 |
|
| ||
40 |
Tours |
01/02/1930 |
1200 |
2L |
2 |
30 |
|
2 |
F |
41 |
19/08/1931 |
1600 |
3L |
15 |
500 |
|
|
| |
42 |
19/03/1933 |
2330 |
2L |
2 |
500 |
|
1 |
F | |
43 |
09/06/1935 |
1800 |
3L |
2,4 |
1200 |
|
2 |
||
44 |
Villexanton
+ 2 |
29/06/1944 |
1630 |
3L |
8 |
|
1(3) |
2 |
F |
45 |
Cambrai |
21/07/1950 |
1600 |
2R |
|
|
1(3) |
2 |
F |
46 |
03/08/1950 |
1430 |
2R |
|
|
|
2 |
F | |
47 |
Noirétable
+ 1 |
14/08/1954 |
1330 |
3R |
8 |
500 |
(1) |
2 |
H, W |
48 |
22/03/1955 |
1155 |
2L |
1 |
100 |
|
2 |
| |
49 |
Le Ferré + 1 |
16/12/1955 |
1100 |
2L.R |
4 |
200 |
(1) |
|
|
18/05/1960 |
1315 |
3V |
2 |
80 |
|
2 |
H | ||
Cormeilles
+• 3 |
04/05/1961 |
1620 |
3L |
20 |
|
2 (3) |
2 |
| |
52 |
Evreux |
04/05/1961 |
1650 |
3L |
8 |
500 |
1 (100) |
H | |
53 |
Névian |
05/06/1963 |
1605 |
2R |
1 |
20 |
|
0 |
H |
54 |
01/08/1963 |
1907 |
3V |
|
500 |
|
2 |
W | |
55 |
01/08/1963 |
2130 |
3N,V |
3 |
500 |
|
2 |
W | |
56 |
14/01/1965 |
1300 |
3R |
2.5 |
250 |
|
0 |
| |
57 |
12/04/1965 |
1630 |
2R |
1,2 |
100 |
|
1 |
| |
58 |
Biches |
21/06/1965 |
1730 |
3L |
7 |
100 |
|
2 |
H.W |
59 |
Ta r nos |
23/08/1965 |
0630 |
2N,V |
|
|
|
2 |
F, S |
60 |
Valros |
25/09/1965 |
1800 |
2R |
4 |
40 |
(2) |
0 |
|
61 |
25/09/1965 |
2215 |
2R |
8 |
80 |
|
|
S | |
62 |
20/06/1966 |
1630 |
2R |
|
50 |
|
0 |
| |
63 |
15/10/1966 |
1915 |
2R |
1 |
50 |
|
1 |
| |
64 |
24/06/1967 |
1840 |
3R.L |
8 |
400 |
|
2 |
| |
65 |
24/06/1967 |
1935 |
23 |
250 |
6 (30) |
2 |
F | ||
66 |
Pommereuil
+ 5 |
24/06/1967 |
2000 |
23 |
2500 |
2 (50) |
2 |
| |
67 |
25/06/1967 |
1145 |
2L |
12 |
150 |
|
|
| |
68 |
02/08/1967 |
1630 |
3N.R |
10 |
500 |
(9) |
2 |
H.W | |
69 |
10/07/1968 |
1915 |
3L.R |
40 |
400 |
|
|
H.W | |
70 |
25/05/1969 |
1115 |
3N,V |
1.3 |
100 |
|
2 |
H | |
71 |
25/05/1969 |
1330 |
3N.R,V |
2,2 |
50 |
(1) |
2 |
H | |
72 |
27/05/1969 |
1730 |
1.5 |
50 |
|
| |||
73 |
challan s |
29/11/1970 |
0920 |
3N.R |
0,5 |
80 |
(8) |
1 |
F |
74 |
La Rochelle |
25/01/1971 |
0910 |
4N,R |
2.9 |
50 |
1(12) |
2 |
S |
75 |
17/05/1971 |
1930 |
2R |
|
150 |
|
|
F | |
76 |
Charme |
12/02/1972 |
1015 |
2R |
5 |
50 |
1(1) |
2 |
F |
77 |
28/04/1973 |
1520 |
2R,V |
2 |
80 |
|
2 |
F | |
78 |
02/05/1973 |
1415 |
2R.V |
13 |
100 |
|
2 |
H |
APPENDICE A (Suite)
| |||||||||
Trombe |
Lieu |
Date |
Heure (TU) |
Longueur trajectoire (km) |
Personnes tuées (blessées) |
Type de paysage- | |||
79 |
20/09/1973 |
1400 |
3N,R |
2.5 |
300 |
(4) |
1 |
| |
80 |
20/09/1973 |
1500 |
3N,R,V |
20 |
200 |
1(8) |
2 |
| |
SI |
20/09/1973 |
1700 |
3R |
8 |
200 |
1(2) |
1 |
| |
82 |
07/07/1975 |
1600 |
3N.R |
3 |
|
(3) |
1 |
| |
83 |
21/08/1975 |
1235 |
2N.R |
6 |
200 |
(1) |
0 |
| |
84 |
13/12/1978 |
1130 |
3R |
20 |
100 |
|
2 |
| |
85 |
13/12/1978 |
1253 |
3R |
25 |
1500 |
1(3) |
2 |
H. W | |
86 |
14/12/1978 |
1315 |
3N.R |
0.6 |
100 |
1(2) |
2 |
| |
87 |
13/02/1979 |
1530 |
2N.R.V |
1 |
100 |
|
2 |
||
88 |
25/03/1979 |
1630 |
3N,R |
12 |
250 |
(1) |
2 |
| |
89 |
Toulouse |
15/05/1980 |
1815 |
2N.V |
|
|
|
2 |
F |
90 |
Tours |
23/02/1981 |
1450 |
3R |
|
|
|
2 |
|
91 |
31/07/1981 |
1630 |
2R |
15 |
300 |
(10) |
2 |
H | |
92 |
01/03/1982 |
2130 |
2R |
5 |
50 |
|
|
F | |
93 |
Levier |
02/06/1982 |
1207 |
4N,R |
3 |
350 |
1 |
F | |
94 |
30/07/1982 |
1030 |
2N.R.V |
1 |
300 |
|
1 |
H | |
95 |
20/09/1982 |
1515 |
2L |
10 |
50 |
|
|
| |
96 |
20/09/1982 |
1545 |
3L |
30 |
300 |
(4) |
| ||
97 |
30/09/1982 |
0030 |
2R,L |
2 |
150 |
|
2 |
S | |
98 |
13/10/1982 |
1630 |
3R.L |
10 |
150 |
|
|
H,W | |
99 |
14/11/1982 |
1150 |
2N,R |
0.5 |
50 |
1 |
0 |
F | |
100 |
18/07/1983 |
1800 |
3R.L |
4 |
200 |
1 (27) |
S | ||
11/04/1985 |
1310 |
2N |
0.4 |
50 |
(2) |
0 |
| ||
102 |
06/06/1985 |
1330 |
3N.R |
7 |
500 |
(3) |
1 |
H | |
103 |
25/12/1985 |
1330 |
2N,R |
1,5 |
150 |
|
1 |
| |
104 |
05/01/1986 |
0545 |
2N.T,R |
1.2 |
100 |
|
0 |
F | |
105 |
25/03/1986 |
1900 |
2T.R |
|
|
|
|
| |
106 |
La Charité-sur-Loire +
2 |
17/08/1986 |
1630 |
3N.R.V |
22 |
500 |
1 (33) |
2 |
F |
107 |
27/02/1987 |
1820 |
2T.R |
1 |
30 |
|
1 |
F |
1 Commune principale et nombre d'autres communes sinistrées par la même
trombe. 2 Classe d'intensité dans l'échelle de Fujita estimée d'après L,
littérature scientifique
; N, journaux ; R, rapports de mairie : T, nouvelle
télévisées ; V, visite
sur le site. 3 0 : pas de
tonnerre entendu, 1 : orage, 2 : orage à grêle.
APPENDICE B
Résumé
|
|
|
| |
F2 |
F3 |
F4
F5 |
Toi
al | |
23 |
17 |
8
1 |
49 | |
27 |
27 |
3
1 |
58 | |
50 |
|
11
2 |
107 |
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