dimanche 14 janvier 2018

Où sont passées "nos" tempêtes ? Généralités à propos du vent violent en Belgique

"Qu'est ce qu'ils racontent encore, chez Info Meteo", devez-vous sans doute vous dire en lisant le titre de cet article, alors que ces dernières semaines, le vent s'est fait bien présent. On vous rassure, on n'a pas mis trop de bière dans la pâte à crèpes de la Chandeleur. Votre serviteur assume pleinement ce qu'il dit, il y a moins de tempêtes qu'avant en Belgique, et quand il entend régulièrement au journal télévisé ou à la radio que "des vents violents sont prévus, rafales de 80 km/h", ça le fait doucement rigoler. Je vous parlais dans mon édito du 29 décembre de l'importance des chroniques météos, pour pouvoir analyser à tête reposée le moment présent. Voilà donc une excellente application !

L'idée de cet article me titillait depuis plusieurs mois déjà, mais c'est la réflexion d'un de nos lecteurs qui nous a lancé sur la voie de la concrétisation de ce projet. Je me permets de la remettre ici:

"A ce propos je lisais ce matin votre article sur les tempêtes de janvier 1990. Le schéma actuel m'y fait un peu penser. A cela près que l'Anticyclone des Acores est tout de même plus haut en latitude. Qu'en pensez-vous ? Merci"

Je répondis, mais en commentaire d'une publication facebook. Difficile d'être complet sans faire un pavé. C'est pourquoi nous aimerions revenir plus en détails sur ce sujet.

C'est quoi, une tempête?

Cela peut paraître bête, mais il convient de bien cadrer ce dont nous allons parler. Sur les terres, on parle habituellement d'une tempête lorsque les rafales dépassent les 100 km/h. C'est une définition de facto admise en Belgique et en France, l'IRM et Météo France se servant de ce seuil pour décider si une vigilance orange vent est fondée ou non. Chez Info Meteo, on a également repris cette définition officieuse de la tempête, c'est pourquoi les événements que nous allons considérer ici sont les épisodes de vent au cours desquels les rafales dépassent les 100 km/h. Par extension, on appellera "forte tempête" un épisode où les rafales dépassent les 130 km/h, correspondant normalement à une vigilance rouge pour Météo France ou l'IRM.

De moindre ampleur, ce qui est appelé "coup de vent" désigne un épisode de vent où les rafales n'atteignent pas les 100 km/h. Cette notion est souvent reprise dans le monde météo amateur français notamment. Chez Info Meteo, nous considérons qu'un coup de vent présente des rafales entre 80 et 100 km/h.

Des tempêtes synoptiques et des tempêtes convectives

En parlant de tempête, encore faut-il être bien conscient du phénomène que l'on désigne. Dans nos régions, le vent tempétueux est à large majorité engendré par deux phénomènes : le gradient de pression et les phénomènes convectifs (autrement dit, les averses et les orages).

Le gradient de pression est donc la différence de pression que l'on observe sur une certaine distance. Plus cette différence est forte, et plus le vent est puissant. Ce gradient dépend du placement, à travers l'espace, des dépressions et des anticyclones et, sans rentrer dans les détails, de l'activité des fronts. Souvent, on lie l'épisode de vent aux dépressions que l'on nomme (l'Université de Berlin le fait depuis les années cinquante, les Anglais s'y sont également mis, et, depuis cette année, Météo France est entré dans la danse). Ceci est lié au fait que ce sont surtout les dépressions qui, par leur creusement, peuvent renforcer le gradient de pression, et donc le vent. En imaginant le champ de pressions comme le relief, l'anticyclone serait ainsi le massif ardennais, large et étendu, tandis qu'une dépression explosive, ce serait plutôt le fond des carrières d'Antoing, pour ceux qui connaissent (vous vous mettez au bord, et vous comprenez ce que c'est, un gouffre). Outre l'établissement du gradient de pression par le creusement des dépressions, les fronts - et surtout les fronts froids - peuvent induire des courants et déformer le champ de pression. Les tempêtes ainsi générées par établissement et déformation du gradient (champ) de pressions sont des tempêtes dites synoptiques. Les épisodes venteux générés durent alors plusieurs heures en un point donné du territoire.

Un cas de tempête synoptique: Kyrill le 18 janvier 2007

La figure ci-dessous montre un exemple de tempête synoptique, lors du passage de Kyrill le 18 janvier 2007. Les relevés sont ceux de l'aéroport de Charleroi. En-dessous se trouve l'analyse atmosphérique à 19h00, avec le front froid qui vient de passer sur la Belgique. Dans les relevés, on note la progressive montée du vent dans le secteur chaud, jusqu' à atteindre 105 km/h, ce qui est déjà remarquable dans cet endroit de la tempête. Vers 16h00, le front froid passe, accompagné de rafales jusqu'à 123 km/h. A l'arrière, le vent se maintient aux alentours de 110 km/h pendant quelques heures (la seconde pointe à 123, à 18h TU (19h chez nous) est une répétition d'encodage). 

L'analyse atmosphérique, outre le front froid, montre très bien des isobares (fines lignes bleu clair) bien resserrés, trahissant un gradient de pressions important, et donc un flux très rapide sur nos régions.

Autre argument en faveur de l'épisode synoptique, les rafales maximales relevées au cours de la tempête sont à peu près toutes les mêmes à travers la Belgique (généralement de 110 à 130 km/h).


Relevés heure par heure le 18 janvier 2007 à Gosselies (Charleroi) et situation atmosphérique à 19h00.

A noter que nous aurions pu également prendre le cas de la tempête David du 18 janvier dernier pour illustrer ce qu'est un phénomène de vent synoptique. Cet épisode était en effet uniquement du à la déformation du champ de pressions par une dépression bien creuse passant sur les Pays-Bas. Mais l'exemple de Kyrill avait déjà été rédigé avant la survenue de cette tempête.

Les orages et les fortes averses génèrent aussi des rafales, parfois très violentes, et étendues lorsque ceux-ci s'organisent en lignes de grain. Ici, c'est le flux descendant des cellules qui, en s'écrasant au sol, génère ces rafales dites convectives. Parfois, les épisodes tempétueux peuvent s'expliquer quasi uniquement par ces phénomènes convectifs; l'épisode dure dans ce cas peu de temps en un point donné du territoire (typiquement moins d'une demi-heure, souvent moins d'un quart d'heure). Une tempête convective particulièrement puissante s'est produite le 25 janvier 2014 sur l'ouest de la Belgique, au passage d'une ligne de grain alors que le vent était généralement faible à l'avant et modéré à l'arrière.

Un cas de tempête convective: la ligne de grains du 3 janvier 2014

La figure ci-dessous montre le passage d'une tempête convective, en l'occurence ici une ligne de grains, à Bierset (Liège) le 3 janvier 2014, et l'analyse atmosphérique à 19h00. Durant pratiquement toute la journée, les rafales ont tourné autour de 50 km/h, ce qui est vraiment très modéré. Puis brutalement, en début de soirée, le vent monte à 105 km/h tandis que de fortes averses sont notées. A l'arrière, le vent revient à nouveau vers les 50 km/h. Ce court et violent sursaut de vent est l'oeuvre de rafales convectives. Les radars de précipitations deviennent ici particulièrement utiles pour confirmer cette hypothèse. Dans le cas présent, ils montrent bien le passage d'une ligne de grains à l'heure du sursaut, ligne de grains qui s'accompagne d'orages et de grêle en d'autres stations belges. Dans l'ouest du Hainaut, les terribles dégâts infligés aux habitations et aux lignes à haute tension laissent supposer des rafales de 150 km/h au passage de cette ligne d'orages.

En comparant avec l'analyse atmosphérique, on constate que la ligne de grain était greffée sur un creux (première ligne bleu en gras, le second ne donnant pratiquement rien). Les isobares (fines lignes bleu clair) espacées identifient un gradient de pression lâche et incapable de générer des rafales synoptiques aussi fortes.

Autre argument (bien qu'il doive être confronté aux images radars) en faveur d'une tempête convective: les rafales maximales diffèrent très largement d'une station de mesure à l'autre. Ainsi, Diepenbeek et Spa, distantes chacune d'une grosse vingtaine de kilomètres de Bierset, n'enregistrèrent respectivement que 79 et 61 km/h.


Relevés heure par heure le 3 janvier 2014 à Bierset (Liège) et situation atmosphérique à 19h00.

Cela, c'est pour la théorie. Dans les faits, lors de nos épisodes de vent, on observe souvent un caractère dominant et un caractère plus restreint, parfois au cours d'un même épisode venteux. Par exemple, entre le front chaud et le front froid, on a essentiellement du vent synoptique, peu turbulent. Par contre, dans les traînes, à l'arrière du front froid, de la convection peut former des averses et des orages, et ainsi doubler le vent synoptique de rafales convectives. La convection peut aussi prende place sur le front froid, ce qui additionne ainsi les rafales convectives au vent synoptique engendré par le front lui-même. On obtient ainsi des épisodes hybrides, surtout lorsque le vent convectif commence à expliquer la plupart des rafales relevées, rafales qui seraient un peu moins fortes par "simple" vent synoptique. 

La tempête Eleanor le 3 janvier 2018, un épisode hybride

Voici ci-dessous le même montage pour le passage d'Eleanor tel qu'enregistré à la station de Florennes le 3 janvier 2018. On voit, à 4h00 TU (soit 5h00 chez nous) le passage du front froid, qui fait monter les rafales à 126 km/h. On notera cependant que, déjà dans l'heure précédente, le vent avait commencé à monter, donc devant le front froid, puisqu'une rafale de 72 km/h avait été enregistrée. De plus, les images radar montraient clairement le caractère convectif du front froid (en outre, des orages temporaires s'étaient greffés dessus). Dit autrement, les rafales de 70 à 80 km/h enregistrées devant le front étaient du vent synoptique, et le 126 km/h sur le front devait une grande partie de son existence à la convection.

Par après, le vent est retombé (le second 126 est une répétition d'encodage), avant de remonter et de se maintenir entre 80 et 90 km/h une bonne partie de la journée. A ce moment, c'est le gradient de pression qui s'était resserré avec l'approche du coeur de la dépression qui a expliqué l'occurence de ces rafales (bien que quelques averses aient de çi de là ajouté une petite composante convective, comme souvent en situation de traîne active). L'analyse atmosphérique de 7h00 montre bien que le gradient de pression se resserre alors sur la Belgique.

 Relevés heure par heure le 3 janvier 2018 à Florennes (prov. Namur) et situation atmosphérique à 7h00.

Autre argument en faveur du caractère convectif du front froid et synoptique du reste de l'épisode: les rafales induites par le front diffèrent très fortement d'une station à l'autre. Ainsi, alors que Florennes mesurait son 126 km/h, Gosselies n'a mesuré que 83 km/h au passage dudit front! Le reste du temps, les rafales de 70 à 90 km/h étaient généralisées à une grande partie des stations météorlogiques.
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Image radar haute résolution du front froid d'Eleanor, alors que celui-ci transite sur la Wallonie. Les taches jaune-orange, indiquant de fortes précipitations, se démarquent du reste, plus modéré (bleu-vert). Ces taches sont autant de cellules convectives, et l'une d'entre elles passe sur Florennes à ce moment (source: Belgocontrol).

Bref, comme souvent en météo, rien n'est simple, et différencier clairement ces phénomènes n'est guère une chose aisée. 
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Passage en revue des tempêtes à travers les années

Dans les années 80 et 90, les tempêtes étaient relativement fréquentes. Dans les années 80, que des rafales atteignent 120, voire 140 km/h en Belgique était chose assez "commune". Parcourir l'article que nous avions écrit il y a quelques temps sur cette décennie particulièrement tempétueuse peut suffire pour s'en convaincre: Les tempêtes des années 80

En 1983 puis en 1984, deux violentes tempêtes ont ainsi frappé notre pays, donnant des rafales généralisées à 130-140 km/h, et plus localement des pointes autour de 150 km/h. En janvier 1986, une tempête hybride par une ligne de grains donne de très grosses rafales sous orages, à plus de 120 km/h. En 1986, par trois fois le vent dépassera 110 km/h. 

Viendra ensuite ce qui reste sans doute l'hiver le plus terrible de l'histoire de la Belgique en termes de vent. En janvier et février 1990, sur l'espace d'un peu plus d'un mois, une série de tempêtes toutes aussi extraordinaires les unes que les autres balafre la Belgique. La première d'entre elles, Daria le 25 janvier, établit ce qui reste encore à ce jour le record de vitesse de vent en Belgique: on mesure 169 km/h à Beauvechain. Si cette dépression, déjà bien creuse, génère un gradient de pressions très resserré et donc un flux très rapide, c'est véritablement au niveau de ses fronts que les rafales explosent. Plusieurs stations enregistrent, au passage du front occlus, des pointes à plus de 140, voire 150 km/h.  

Le 26 février, c'est au tour de la tempête Vivian de frapper le pays, avec à nouveau des rafales de 130 à 160 km/h.

Le 28 février, c'est la dépression Wiebke qui passe juste au nord du pays, et qui amène des rafales de 130 à 155 km/h, essentiellement sur la Wallonie.

Par la suite, la décennie nonante connaîtra encore plusieurs tempêtes. La nuit du 8 au 9 décembre 1993, une profonde dépression passe sur la mer du Nord, donnant des pointes de 112 km/h à Florennes, 126 km/h à Chièvres et 130 km/h à Ostende. Le même hiver, le 27 janvier 1994, une nouvelle tempête concerne le pays, avec des rafales de 130 km/h à Coxyde. On note cependant des orages et de nombreux dégâts dans le centre du pays. L'épisode est brutal, sans doute lié au front froid avec les orages se greffant dessus. C'est donc probablement une tempête hybride.

On note aussi une tempête le 13 février 1997, avec des rafales autour de 100 km/h.

Après cela, il faut attendre le 25 décembre 1999 pour connaître une nouvelle tempête au passage de la dépression Kurt sur la mer du Nord, avec des rafales de 105 km/h à Uccle et de 115 km/h à Spa. Des orages se produisent sur le front très actif qui génère les plus fortes pointes, c'est donc une tempête hybride. Pour la petite histoire, la dépression suivante, le lendemain, dévastera le nord de la France en frôlant la Lorraine belge.

Le 30 octobre 2000, la tempête Oratia donne des rafales de 101 km/h à Gosselies, de 105 km/h à Uccle et de 123 km/h à Spa. Si cette tempête est synoptique, celle qui suivra en décembre est tout le contraire. Au 10 décembre, les archives de l'IRM signalent qu'une tempête frappe le pays, accompagnée de phénomènes orageux, et cause des dégâts dans pratiquement toute la Belgique. En France, deux tornades sont observées dans le Nord-Pas-de-Calais, et une troisième en Champagne-Ardenne. On note de très violentes rafales: 101 km/h à Chièvres, 112 km/h à Saint-Hubert, 119 km/h à Gosselies et 130 km/h à Bierset. En France, on note 111 km/h à Abbeville et à Charleville-Mézières et 126 km/h à Saint-Quentin. Dans toutes les stations, on note des rafales de 50 à 60 km/h dans l'après-midi, tout à fait raisonnables pour la saison. Puis brutalement en fin d'après-midi, le vent montre à plus de 100 km/h, et retombe ensuite rapidement vers 50-60 km/h. On note de l'orage au moment des plus fortes rafales dans de nombreuses stations. Toutes ces caractéristiques sont celles d'une ligne de grains. Cet épisode est probablement, avec celui du 25 janvier 2014, le pire orage hivernal à frapper le pays durant ces vingt dernières années.

En 2002, en trois jours, deux tempêtes frappent le pays les 25 et 27 octobre. La première est une hybride, avec des orages signalés en de nombreux points du pays et se greffant sur un front. Les rafales sont très variables, avec des pointes à 94 km/h à Uccle et Beauvechain, et 123 km/h à Elsenborn. La seconde est synoptique, en lien avec le passage d'une profonde dépression nommée Jeanett en mer du Nord: on relève 119 km/h à Zaventem, 112 km/h à Bierset et 108 km/h à Gosselies. La soirée du 2 janvier 2003 verra le passage de la dépression Calvann en plein sur le pays, donnant un gros coup de vent associé à des averses, à la limite de la tempête: on atteint 101 km/h à Florennes.

Le pays connaît une nouvelle tempête synoptique le 31 janvier 2004, avec des rafales de 123 km/h au Pier d'Ostende, 105 km/h à Beauvechain et 101 km/h à Zaventem.

Par après, il faut attendre l'hiver 2006-2007 pour connaître à nouveau une tempête. La dépression Kyrill, très creuse en passant sur la mer du Nord, donne de très violentes rafales sur la Belgique dans l'après-midi et en début de soirée du 18 janvier. On mesure 108 km/h à Zaventem, 112 km/h à Bierset, 115 km/h à Florennes, 122 km/h à Gosselies et 130 km/h à Spa.

L'hiver 2007-2008 est, comme son prédécesseur, peu neigeux et surtout fort doux. Il finit en fanfare avec le passage de la dépression Emma sur la Scandinavie. Dans un fort flux de nord-ouest, une énorme ligne d'orages prend place sur le front, et donne de gros orages venteux sur la moitié est du pays. On relève ainsi 112 km/h à Ernage. En-dehors de la ligne, les rafales tournent autour de 70 à 90 km/h; c'est donc une tempête hybride.

L'après-midi du 22 novembre 2009, on note le passage d'une ligne d'orages qui donne des rafales de 102 km/h à Zaventem.

L'après-midi du 28 février 2010, la dépression Xynthia traverse l'ouest du pays après avoir violemment frappé les côtes atlantiques françaises. Certaines rafales sur l'est sont dignes d'une tempête: on relève 108 km/h à Ernage, 105 km/h à Bierset et 101 km/h à Gosselies.

Le 5 janvier 2012, une ligne de grains orageuse se greffe sur le front froid de la tempête Andrea, et provoque de violentes rafales: on mesure 123 km/h à Ernage et 102 km/h à Lille. C'est une tempête hybride,  similaire à Eleanor,  avec des rafales de 80 à 90 km/h en-dehors de la ligne de grains.

Par la suite l'hiver 2013-2014 sera également particulièrement venteux, notamment sur les Iles britanniques et l'ouest de la France. Les côtes de l'Hexagone subiront de plus les effets d'une très forte houle répétée, provoquant le recul des côtes de parfois 10 mètres par endroits. Chez nous, nous connaîtrons deux épisodes de vent synoptique lors de Christian fin octobre et Dirk fin décembre, mais surtout le passage de deux violentes lignes de grains les 3 et 25 janvier.

Enfin, les deux hivers suivants verront aussi leur lot de coups de vent et de l'une ou l'autre tempête. A ce titre, la période allant de janvier à mars 2016 connaîtra une succession de coups de vent (et de tempêtes à l'ampleur limitée).

Pour résumer, connaître des rafales de plus de 100 km/h plusieurs fois par hiver n'était pas chose rare dans les années 80. Par la suite, cette fréquence semble baisser, atteignant un minimum d'activité entre 2008 et 2013. Durant les dernières années, il semble cependant y avoir une légère recrudescence. 

Si on sépare les types de tempêtes, l'impression est que les épisodes synoptiques sont ceux dont la fréquence a le plus diminué, à l'inverse des épisodes hybrides et convectifs pour lequels l'évolution est bien moins claire. On aurait même l'impression qu'ils deviennent plus prépondérants. Pour donner de la solidité à ces a priori, il est nécessaire de faire une analyse statistique.

Moins de tempêtes, pas seulement une impression

Pour tenter de donner un certain poids statistique à ces impressions, nous avons interrogé les bases de données de l'excellent site de Meteo France sur les tempêtes. Nous avons ainsi sorti tous les jours où au moins une rafale de 100 km/h ou plus a été enregistrée dans le Nord-Pas-de-Calais depuis 1980. Cette région a été choisie car nous n'avions pas de données rapidement exploitables sous la main pour la Belgique (pourquoi pas tenter cette analyse un jour...) et parce qu'étant à l'ouest de nos régions, le NPDC est régulièrement frappé en premier lieu avant la Belgique. On peut admettre que l'évolution ainsi observée dans le Nord-Pas-de-Calais peut, moyennant une légère correction à la baisse, être appliquée à la Belgique (sauf peut-être le sud-est qui commence à se trouver loin).

Le graphique ci-dessous montre le résultat. Outre l'évolution du nombre de jours par saison (octobre à avril), nous avons calculé une moyenne sur cinq ans pour chaque saison (en orange). Ainsi, par exemple, le point orange centré sur 1989-1990 est la moyenne du nombre de jours de tempête de cette saison, des deux saisons antérieures et des deux saisons postérieures (avec la limite méthodologique que ça implique pour les saison 1980-1981, 1981-1982, 2015-2016 et 2016-2017).

Source des données: Meteo France, réalisation du graphique: Info Meteo.

On constate nettement que les eighties ont été de loin les années les plus tempétueuses. L'impression des "anciens" à ce niveau est donc bonne. Notre passage en revue plus haut l'a également illustré. Parmi ces années de grand vent ressort nettement l'hiver des grandes tempêtes 1989-1990, mais aussi une autre saison très venteuse, 1987-1988 qui a notamment vu une tempête exceptionnelle ravager le nord-ouest de la France en octobre (rafales à plus de 200 km/h en plusieurs stations de la Bretagne et de la Normandie).

Curieusement, l'hiver 1989-1990 semble signer la fin de cette période de tempêtes régulières. La diminution se fait en dents de scie jusqu'au milieu des années nonante. Les dix années suivantes, la baisse est ralentie, mais se poursuit, bien qu'on observe un léger rebond entre 1997 et 2000 puis un second en 2002. Pendant cette période, nos régions ont connu deux tempêtes en octobre et décembre 2000 et une troisième en octobre 2002. 

Entre 2005 et 2013, en considérant l'évolution orange, le nombre de tempêtes est bas et assez stable. Dans les faits, on notera toutefois une hausse sur deux hivers très doux (2006-2007 et 2007-2008) qui ont connu une succession de grandes tempêtes sur nos régions, avec notamment Kyrill et Emma. A l'inverse, les hivers suivants, plus froids et neigeux, ne connaîtront pratiquement pas de tempêtes. Ces derniers hivers, le graphique semble indiquer une légère reprise de l'activité, mais il faudra encore attendre quelques années pour le confirmer ou non. Cela se fait de toute manière bien loin du niveau de la décennie 80.

Pourquoi il y a-t-il plus de tempêtes certains hivers?

Indépendamment de la tendance lourde de la diminution et de la stabilisation dans la décennie 90 et 2000, le phénomène de dents de scie peut être expliqué: les hivers tempétueux sont souvent ceux qui sont doux et humides, tandis que les hivers plus calmes sont généralement plus froids. Ceci est directement lié à la puissance du rail dépressionnaire atlantique et du Jet-stream. Souvent, on observe que les grands centres d'actions (dépressions et anticyclones) tendent à camper sur certaines parties de l'hémisphère nord, cette fixation allant de quelques jours à parfois plusieurs semaines. La fixation peut, en hiver, être de quatre types, que l'on appelle les régimes de temps:
  • La NAO+, pour Oscillation Atlantique Nord positive. Cette oscillation mesure la différence de pression entre les parages de l'Islande et les Açores. Il existe en effet un mouvement de balancier entre ce qu'on appelle la grande dépression d'Islande et l'anticyclone des Açores. Lorsque la première se creuse, le second tend à s'amplifier (et vice versa), renforçant le gradient de pression entre eux et dirigeant alors un large flux rapide d'ouest vers l'Europe. Dans ce flux voyage des dépressions qui, avec l'aide du Jet-stream puissant et pratiquement rectiligne dans ce schéma de circulation, peuvent à leur tour se creuser rapidement et induire des épisodes de vent violent sur l'Europe du nord-ouest, et une météo douce et humide.
  • La NAO-, qui est en quelque sorte l'opposé. La dépression d'Islande, affaiblie, tend à être déplacée plus au sud, tandis qu'un anticyclone gonfle sur le Groenland et prend en quelque sorte sa place. L'anticyclone des Açores s'affaiblit en conséquence et est déplacé. Dans ce schéma, la force et la fréquence du vent d'ouest diminue sur l'Europe du nord-ouest, le rail des tempêtes, affaibli lui aussi, vise plutôt le Portugal, l'Espagne et la Méditerranée dans ce contexte.
  • La Dorsale atlantique, lorsque l'anticyclone des Açores, renforcé, s'étire vers le nord parfois jusqu'au Groeland, déplaçant le rail des dépressions aussi haut en latitude que le Svalbard et la Scandinavie. C'est le régime propice aux averses hivernales à répétition chez nous. Il arrive cependant parfois qu'une profonde dépression descende, dans ce régime, des environs des Iles Feroés au Danemark, donnant aussi beaucoup de vent chez nous.
  • Le blocage scandinave, quand s'établit un puissant anticyclone sur la Scandinavie. Le rail des dépressions, présent sur l'Atlantique ouest, est lui aussi envoyé vers le Svalbard, frappant alors plutôt l'Islande et le Groenland au passage. Chez nous, c'est le régime des grandes vagues de froid, avec peu de neige en général (même si des exceptions existent).
On constate que le régime NAO+ est donc celui des tempêtes chez nous. Comme dit plus haut, ces régimes perdurent régulièrement assez longtemps, et c'est particulièrement vrai pour la NAO+. Ce type de schéma peut alors se maintenir des semaines durant, voire une grande partie de l'hiver. C'était ainsi régulièrement le cas dans les années 80 et à plusieurs reprises dans les années 90, voire certains hivers du début du 21ème siècle. Entre 2009 et 2013, le régime de NAO+ a été moins présent - ou tout du moins affaibli - alors que d'autres le remplaçaient. Les hivers de cette période ont donc été assez pauvres en tempêtes, mais plus froids et neigeux qu'à l'accoutumée. A l'inverse, l'hiver 2013-2014 a été très doux et humide, car ayant vu le régime NAO+ se maintenir longtemps. Nous avons ainsi connu quelques coups de vent, tandis que la façade atlantique de l'Europe a été régulièrement frappée par des tempêtes.

Les cartes régimes de temps en hiver. En bleu les dépressions, en orange les anticyclones (source: Meteo France).

Moins de tempêtes, mais...

Si le nombre de tempêtes a bel et bien diminué en Belgique à travers les décennies, une impression qui est laissée dans le passage en revue effectué plus haut est que les épisodes venteux sont plus souvent le fait de tempêtes hybrides, où la convection semble intervenir plus fréquemment.

Pour illustrer, nous avons pris les données d'Eindhoven aux Pays-Bas. Par ailleurs, merci au KNMI de mettre à disposition autant de données météorologiques ! Nous avons considéré plusieurs paramètres. En premier lieu, le rapport (appelé ici "rapport de turbulence") entre le vent maximal instantané (la plus grosse rafale) et le vent moyen sur une heure maximal. Plus le vent est turbulent, donc pour partie lié à la convection, plus ce rapport est élevé. 

Cette approche assez simpliste a cependant ses limites. Quand le vent est très faible, ce rapport peut rapidement être élevée. Par exemple, si au cours d'un jour donné, le vent moyen est de 5 km/h, une rafale peut très bien atteindre 15 km/h. Le rapport de turbulence atteint alors 3, mais tout le monde comprend bien que ce n'est pas une situation convective. Nous avons donc affiné l'analyse en corrigeant le rapport de turbulence avec le logarithme du vent moyen. En gros, cela évite que des forts rapports de turbulence issus de situations de vents faibles se trouvent magnifiés et faussent l'analyse.

L'étude a été menée pour les mois de novembre à avril, correspondant au maximum d'activité des tempêtes. Le premier graphique est le rapport de turbulence brute, qui peut donc inclure quelques artefacts. Cependant, on constate que le rapport de turbulence tend à augmenter avec le temps, alors que la valeur des rafales a plutôt tendance à se tasser. Les hivers les plus turbulents sont 2013 - 2014 et 2015 - 2016, sans guère de surprise. Les hivers 1991 et 1996, peu ventés, présentent des rapports de turbulences élevées pour la raison évoquée ci-dessus.

Ainsi le deuxième graphique montre le rapport de turbulence corrigé du logarithme des vents moyens, pour écraser un peu les situations déventées. Les conclusions sont similaires, mais plus appuyées. Fort ces considérations de logarithme, on note bien une hausse de ce rapport de turbulence. De plus, il apparait que les tempêtes des années 80 ou 90 n'étaient pas nécessairement très turbulentes, alors que ces dernières années ce rapport est fréquemment élevé.

Rapport de turbulence et vent maximal, entre Novembre et Avril à Eindhoven. Source des données : http://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/daggegevens


Rapport de turbulence corrigé du logarithme des vents moyens et vent maximal, entre Novembre et Avril à Eindhoven. Source des données : http://www.knmi.nl/nederland-nu/klimatologie/daggegevens


Ces graphiques semblent ainsi montrer une évolution du comportement du vent en hiver. Une partie de cette évolution correspond à l'impression qui se dégageait de notre passage en revue, à savoir que la composante convective - et donc des tempêtes hybrides - intervient de plus en plus souvent relativement à l'ensemble des épisodes qui nous concernent chaque année.

L'autre partie de l'évolution pourrait être liée à d'autres types de modifications comme la taille des dépressions par exemple. Ceci mériterait également une analyse, mais qui ne peut être faite ici par manque de temps.

Il est à noter que ces résultats sont à mettre en relation avec un autre "chipottage" statistique que nous avions effectué sur base des observations météorologiques de certains aéroports belges. Nous souhaitions en effet voir dans quelle mesure la fréquence des orages évoluait à travers les décennies. Seul l'hiver semble montrer un accroissement assez significatif - quoique faible dans l'absolu - du nombre de jours d'orages. Bien que nous n'ayons finalement pas publié cette petite "étude", ce résultat nous apparaît rétrospectivement très intéressant au regard de ce qui ressort des analyses effectuées dans le cadre de cet article: durant la basse saison, le nombre de tempêtes aurait dans l'absolu diminué au 21ème siècle, mais la contribution "convective" (fortes averses, orages...) prendrait une part de plus en plus importante dans le nombre d'épisodes de vents violents que nous connaissons.

Qu'en disent d'autres études et la littérature?

Plusieurs études académiques sur la fréquence des tempêtes ont été réalisées ces dernières années, voir notamment:


Ces études semblent démontrer des évolutions du nombre de grandes tempêtes en Europe, encore que les évolutions diffèrent d'un endroit à l'autre.

A noter que le site des tempêtes de Météo France propose un graphique qui va en ce sens: on voit clairement que le nombre de grandes tempêtes est plus bas ces deux dernières décennies qu'auparavant.



Pourquoi moins de tempêtes en Belgique qu'avant?

Concernant la diminution du nombre de tempêtes, une explication est peut-être à aller chercher dans le réchauffement climatique. Ce dernier se fait plus intensément à hautes latitudes qu'à l'équateur, avec comme conséquence que le gradient de températures entre le pôle nord et l'équateur tend à diminuer avec le temps. Or ce gradient de températures influe directement sur la force des vents d'ouest, et notamment le Jet-stream, moteur des tempêtes de nos latitudes. Ce Jet a dès lors tendance à ralentir et à former des ondulations plus amples lorsque le gradient de températures diminue, avec comme conséquence que les dépressions sont moins fréquemment boostées. Deuxièmement, le changement climatique a également comme conséquence de pousser la ceinture d'anticyclones subtropicaux en moyenne toujours un peu plus au nord d'années en années. Dès lors, en conséquence, Jet-stream et rail des dépressions se retrouveraient dans une position un peu plus nordique que dans les années 80 et 90. Ainsi, la Belgique se retrouverait moins souvent à portée des vents violents de ces dépressions.

Le réchauffement n'explique cependant pas tout. Le climat est formé de nombreux cycles et changements indépendants de l'effet de l'Homme, et il n'est pas idiot de se dire que l'un ou l'autre influent sur le nombre et la trajectoire des tempêtes. C'est peut-être l'un de ces cycles qui fait en sorte qu'on observe une légère recrudescence du nombre de tempêtes ces dernières années, mais statistiquement cette période est encore trop courte pour que ce soit considéré comme significatif.

Par contre, nous n'avons pas de réelles explications à l'heure actuelle concernant l'influence apparemment croissante de la composante convective dans nos tempêtes.

En conclusion

Il ne fait nul doute qu'il y a moins de tempêtes qu'avant. Un minimum semble avoir été atteint entre 2008 et 2013, bien en-dessous des fréquences qui furent atteintes dans les années 80. Il semble aussi y avoir une composante convective plus affirmée dans nos tempêtes. Nous avons avancé certaines explications, mais elles mériteraient d'être approfondies.

Cette petite étude est à considérer modestement. Nous avons fait avec les moyens du bord, et nous serions enchantés que d'autres viennent consolider (ou pourquoi pas, infirmer?) nos propos, notamment en ce qui concerne l'apparente évolution vers davantage d'épisodes convectifs et hybrides relativement à l'ensemble des épisodes venteux nous concernant chaque saison hivernale. 

2 commentaires:

  1. Tenneville : waouw, quelle énorme brique !... Je vous avoue que j'ai juste lu le début et la fin, le reste très vite en diagonale ... C'est quoi toute cette littérature ? ... Tout ce que je cherche à savoir, c'est si je peux m'attendre à une simple drache ou à un épisode tempétueux sérieux ... Les blablablas ne m'aident pas !!!

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    1. Il y a des gens que ça intéresse... Ce que nous faisons sur le blog est fort différent des prévisions que nous faisons sur la page facebook. Il en faut pour tous les goûts ;)

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