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Les Tornades







DESCRIPTION D'UNE TORNADE

Une tornade est une tempête tourbillonnante très intense se manifestant par un entonnoir nuageux (le tuba) accordé à la base d'un cumulo-nimbus et s'accompagnant de pluie voir d'un orage ou de grêle. Elle tournoie en général dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Sud et dans le sens contraire dans l'hémisphère Nord. La tornade peut s'élever et s'abaisser successivement et ne toucher le sol que de temps à autre sur son passage.

Comparable aux tornades, mais plus modeste, il y a aussi les trombes qui se forment au-dessus d'étendues d'eau (lacs, océans, mers) dans des conditions d'instabilité modérée. Leur vitesse du vent est inférieure à 120 kilomètres par heure, la baisse de pression est de l’ordre de 20 à 30 hPa, leur diamètre est inférieur à 30 mètres et leur durée de vie comprise entre 5 et 20 minutes au maximum.

Les tornades sont caractérisées par :

- des vents violents, où des vitesses de vent supérieures à 400 km/h ont été observés. Mais la vitesse du vent à l'intérieur d'une tornade est difficile à mesurer, mais estimée à 660 km/h.

- une forte baisse de pression qui peut atteindre ou même dépasser 100 hPa lors du passage d’une tornade. Ce qui correspond à une baisse d’un dixième de la pression en surface, qui devient ainsi comparable à celles qui règnent au niveau de la mer au centre de supercyclones comme David (1979), Allen (1980), Hugo (1989) ou Andrew (1992), pour ne citer que les plus fameux parmi ceux qui ont sévi sur la zone des Caraïbes au cours des dernières décennies.

- un diamètre de la pointe de l'entonnoir de 15 à 30 m. Mais le diamètre de la tornade varie de 15 m à 1 km . - elles se déplacent de 50 à 100 km/h, sur une distance comprise entre 4 et 6 kilomètres et durent en moyenne de 10 à 30 minutes, mais certaines peuvent vivre plusieurs heures.


Schéma d'une tornade

CONDITIONS DE FORMATION

Les tornades se forment quand l'air chaud des basses altitudes rencontre l'air froid des hautes altitudes. Alors un cumulo-nimbus se forme jusqu'à une très haute altitude et crée un violent orage. Le plus souvent la tornade apparaît à la périphérie de cet orage, aspirant assez d'air chaud pour engendrer le mouvement giratoire qui les amorce.

 

Au fur et à mesure des vents chauds et humides sont attirés par la dépression, ce qui génère un mouvement vrillé au sein du nuage orageux, tourbillonnent de plus en plus vite. Lors d'une violence extrême la rotation est amplifiée par une puissante colonne d’air ascendant et tourbillonnant au cœur de la tempête donnant naissance à un mésocyclone (circulation cyclonique à l’échelle d’un orage) qui est causé par la réaction des courants aériens chauds et froids dans une zone donnée de l’orage. La colonne centrale accélère sa rotation et atteint le sol en créant une tornade.

Si le cumulo-nimbus qui s'est formé jusqu'à une très haute altitude se trouve au dessus du jet-stream, alors le nuage de tempête se met à tourner (ce qu'on appelle une cellule géante). C'est en dessous qu'une zone plus concentré peut se développer produisant le tourbillon d'une tornade.

 



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Les figures montrent l'évolution de la formation d'une tornade : L'air chaud et humide s'élève graduellement en spirale et en se condensant forme un cumulonimbus. En montant, l'air provoque un mouvement de spirale. Le cumulonimbus atteint une telle ampleur, que les vents en altitude sont systématiquement déviés vers le haut, la base et les côtés. Il arrive que le mouvement de rotation provoque derrière lui une autre giration, celle des courants descendants, cette fois 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.

DYNAMIQUE D'UNE TORNADE

(1) Les orages sont comme une pompe à air, ce qui leur fournit humidité et instabilité
(2) L'air ascendant amorce un mouvement tourbillonnaire
(3) Bien souvent, des chutes de grêle et des éclaires sont observées à proximité de l’entonnoir

Une tornade peut durer de plusieurs minutes à quelques heures. Après avoir atteint son intensité maximale, le tuba rétrécit en s’inclinant à l’horizontale, et se déforme en finissant par mourir.

 


animation by A.Gel, WVU and G.Giras, PSC

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animation by G. Foss, PSC

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Explication: (tornades)