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Il est possible d’anticiper le risque de forte tornade en observant le sommet des nuages d’orage !

Crédits : Wikimedia Commons.

Et s’il était possible d’anticiper le risque de forte tornade en observant le sommet des cumulonimbus ? Une idée originale et prometteuse. En effet, des chercheurs ont mis en évidence une corrélation notable entre la structure de l’enclume d’orages tornadiques et la puissance des vortex générés en surface. Les résultats ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters le 18 octobre dernier. 

Les États-Unis sont le pays le plus touché au monde par les tornades de forte intensité. Étant donné les menaces très concrètes associées à ces phénomènes, les moyens de prévention et d’alerte y sont très développés. Néanmoins, avertir les populations de l’arrivée d’une tornade et de son intensité reste une tâche ardue. En effet, il s’agit de phénomènes de très petite échelle qui frappent un peu où et quand ils veulent.

Répartition de la fréquence de tornades de fortes intensités aux États-Unis entre 1950 et 2006. On distingue clairement la “Tornado Alley”. Crédits : Wikimedia Commons.

Aussi, c’est uniquement lorsque la tornade est déjà formée que les météorologues peuvent envisager une trajectoire et une force précises. Une technique qui permet d’alerter les villes situées dans le collimateur. Mais il s’agit là de prévision immédiate. Au-delà de quelques dizaines de minutes, les experts communiquent uniquement sur le risque. Autrement dit, sur la probabilité d’être frappé ou non. Il va sans dire que la dynamique et la prévisibilité de ces phénomènes restent des domaines de recherche actifs.

Intensité d’une tornade et structure du sommet nuageux

À ce sujet, une étude récente menée par une équipe de scientifiques américains évoque une piste intéressante. Plus précisément, elle vise à mieux prévoir l’intensité qu’une tornade sera en mesure d’atteindre en cas de formation. La méthode repose sur l’évaluation d’une signature particulière au sommet du nuage d’orage. Une observation qui nécessite l’utilisation d’images satellitaires à haute résolution. Elle découle du fait suivant.

Les plus grosses tornades sont produites par les orages avec les courants ascendants les plus massifs. Or, ces courants sont également associés à de vigoureux sommets pénétrants. Il s’agit d’une zone nuageuse boursouflée qui dépasse de l’enclume du cumulonimbus. Elle traduit l’importante vitesse ascendante des particules d’air – lesquelles pénètrent ainsi par inertie dans la stratosphère. Par conséquent, l’ampleur du courant ascendant et celle du sommet pénétrant sont très liées.

orage tornade
Exemple de sommet pénétrant. Notez la nette perforation de l’enclume du cumulonimbus. Crédits : Wikimedia Commons.

Les propriétés de ce dernier peuvent donc nous informer sur la propension de l’orage à générer de violents tourbillons. La relation faisant le pont entre les processus en jeu à la base et au sommet du cumulonimbus. Notons qu’il s’agit bien d’anticiper l’intensité et non l’apparition d’une tornade. Toutefois, lorsqu’un vortex commence à se former, il devient crucial de savoir quelle est la probabilité de voir se développer un spécimen virulent. En ce sens, les informations fournies (quasiment) en temps réel par les satellites s’avèrent très utiles.

Une relation confirmée par les observations

Les résultats montrent que la corrélation est bien discernable dans les observations. Les chercheurs se sont basés sur l’analyse détaillée de plusieurs orages tornadiques entre 2017 et 2019. En comparant l’intensité des vortex produits à la largeur des sommets pénétrants, ils ont trouvé une corrélation de 0,54. Par exemple, les tornades égales ou supérieures à l’intensité EF3 étaient fréquemment associées à un sommet pénétrant de 90 km² ou plus.

Néanmoins, les auteurs préviennent qu’il s’agit d’une méthode encore expérimentale. Tous les orages n’ont pas un sommet pénétrant. Même ceux donnant naissance à des tornades. Par ailleurs, la façon d’implémenter ce lien dans les systèmes d’alertes aux populations n’est pas triviale. Mais il s’agit sans conteste d’un fait intéressant qui nécessitera d’être approfondi.

« Les résultats montrent que ces quantifications peuvent être utilisées pour le suivi en temps réel d’orages tornadiques – quels que soient le type, la saison ou l’emplacement géographique – permettant aux prévisionnistes de déterminer les systèmes présentant le risque le plus élevé pour les vies et les biens » peut-on lire dans l’abstract du papier.

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