Dossier : Climat   
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L'évolution des tempêtes en France sur le XXè siècle
Extrait de la Lettre n°15 Programme International Géosphère Biosphère-Programme Mondial de Recherches sur le Climat (PIGB-PMRC)


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Les fortes tempêtes qui ont occasionné des dégâts importants sur l'Europe dans les deux dernières décennies relancent régulièrement le débat concernant l'augmentation de la fréquence et de l'intensité des tempêtes, et le rôle du réchauffement de l'atmosphère terrestre, autrement dit des activités humaines.



   

Les études menées dans le cadre du projet européen Waves and Storms in the North Atlantic (WASA, 1998)à partir d'estimations de vent géostrophique dérivées des observations de pression atmosphérique montrent que lors des 120 dernières années, le nombre de tempêtes sur l'Atlantique Nord présente de fortes fluctuations. L'analyse fine des résultats montre une augmentation des valeurs extrêmes de vent géostrophique à partir du milieu des années 60.

Cependant cette augmentation fait suite à une diminution quasi régulière depuis le début de la période de mesure,à laquelle se superpose une variabilité décennale de faible amplitude. A la fin du XIXè siècle, les valeurs extrêmes de vent géostrophique étaient d'intensités comparablesà celles de la période la plus récente. Ces résultats semblent indiquer une variabilité interdécennale de l'intensité ou de la fréquence des tempêtes les plus fortes. L'essentiel de cette variabilité est probablement d'origine naturelle et l'importance des fluctuations rend très difficile la détection d'une éventuelle tendance sur le siècle attribuable aux activités humaines. Cet article présente une climatologie des tempêtes ayant affecté le territoire français .




Genèse et trajectoire d'une tempête
Les vents tempétueux peuvent avoir différentes origines. Ils sont principalement associés aux dépressions, mais il existe d'autres causes à l'existence de vents forts : cyclones tropicaux, trombes, tornades et «downbursts» pouvant être associées aux nuages convectifs, lignes de grains (par exemple celle du 7/6/1987 dans les Landes, ou celle du 6/7/2001 dans la région strasbourgeoise), déferlement d'ondes de relief atteignant le sol (par exemple sur le Comminges le 16 décembre 1989), écoulements de type catabatiques, vents canalisés comme le mistral ou l'autan. On s'intéressera ici essentiellement à celles associées aux dépressions atlantiques. Leur genèse et développement fait appel à des mécanismes complexes et une première approche de ces phénomènes est présentée à cette adresse.

Dans l'hémisphère Nord, un concept utile est celui de «rail des dépressions» («storm-track»). Le rail atlantique, pertinent pour l'Europe, commence toujours dans la région de Terre-Neuve. Sa position est étroitement associée à celle du courant jet («jet-stream»), rapide tube de vent très fort d'ouest (typiquement 200 km/h) situé vers 8-10 km d'altitude. Une étude climatologique de ce courant jet (Ayrault, 1998) montre qu'il se situe en moyenne vers 50-55°N, et qu'il difflue en général vers 10°W. Il est associé à un contraste thermique horizontal entre les zones se situant de part et d'autre de sa trajectoire. Ce sont ces contrastes qui représentent une énergie potentielle convertible en vent ; ils sont nécessaires mais non suffisants pour générer des phénomènes extrêmes. L'augmentation du vent dans une dépression dépend de la synchronisation, au sein du rail, entre un tourbillon précurseur vers 9 km d'altitude et un autre, décalé vers l. Est, près du sol. La région la plus favorable à l'amplification des tempêtes est l'extrémité Est du jet. De tels développements peuvent être de nature « explosive», comme les tempêtes de décembre 1999 (Baleste et al, 2001).

Les systèmes dépressionnaires se suivent sur le rail au rythme d'environ un par 24 à 36 h en hiver. Leurs dimensions caractéris tiques vont de 1000 à 2000 km. Certains atteignent l'Europe de l'ouest, mais beaucoup meurent au-dessus de l'océan, et nombre d'entre eux sont renvoyés vers les hautes latitudes de l'Atlantique. La période où les vents sont les plus forts s'étend d'octobre à mars sur la majeure partie du pays.


1 : Comparaison de la tempête des 25-26/12/1999 (Lothar) avec d'autres événements comparables


2 : Comparaison de la tempête des 27-28/12/1999 (Martin) avec d'autres événements comparables



 

Dans des circonstances cataclysmiques comme celle des tempêtes de décembre 1999, l'intensité du jet est exceptionnelle (atteignant 529 km/h mesurés à 8128 m au-dessus de Brest le 27/12/1999 à 00TU), et son extension vers l'est au-dessus de l'Allemagne non moins remarquable. C'est ce qui a expliqué le renforcement des vents au dessus du continent, alors qu'en temps normal la disparition du jet et l'effet du frottement continental conduisent à une atténuation du phénomène. Les figures 1 et 2 comparent respectivement Lothar et Martin à des tempêtes historiques comparables.




Force d'une tempête
L'échelle de Beaufort est adoptée à l'échelle internationale par les marins pour caractériser la force du vent. Le qualificatif de «tempête» s'applique pour des vents moyens à 10 m (moyennés sur 10 minutes) compris entre 89 et 102 km/h (force 10), celui de «forte tempête» à la gamme 103 à 117 km/h (force 11) et celui d. «ouragan» (force 12) au- delà. La notion de tempête implique également une certaine extension spatiale. En France, le seuil retenu par les assureurs pour indemniser les dégâts dus au vent est de 100 km/h en vitesse de vent instantané (intégré sur 0,5 s). Le rapport entre vent instantané ainsi défini et vent moyen sur 10 minutes est de l'ordre de 1,6 à 1,9.





3 : Nombre de tempêtes observées chaque année de 1950 à 1999


4 : Nombre de fortes tempêtes observées chaque année de 1950 à 1999
 

Inventaire des principales tempêtes depuis 1950
En reprenant des critères voisins de ceux utilisés par les assureurs (i.e. en identifiant les périodes où au moins 5% d'un nombre constant de stations françaises ont relevé un vent maximal journalier supérieur à 100 km/h), Dreveton (2002) a sélectionné 734 épisodes de vent fort sur la période 1950-1999, soit une moyenne de 14,7 par an (figure 3). L'utilisation d'un seuil de 20% des stations (i.e. au moins 20% des stations ont relevé un vent maximal instantané quotidien supérieur à 100 km/h au cours de l'un des trois jours J, J+1 ou J+2), a permis d'isoler 71 fortes tempêtes sur cette période, soit 1,4 par an en moyenne (figure 4). Le nombre d'épisodes de vent fort présente une forte variabilité interannuelle (7 en 1968, 26 en 1962), ainsi que celui des fortes tempêtes (0 en 1989, 1993 et 1998, 5 en 1965).

Les résultats ne permettent pas de détecter de tendance significative sur l'évolution du nombre de tempêtes observées en France. Il apparaît toutefois des nombres plus forts avant les années 1970, qui pourraient s'expliquer par l'utilisation d'un capteur différent pour cette période (la forte inertie des capteurs utilisés avant les années 1970 avait pour conséquence une surestimation des vitesses de pointe, de l'ordre de 5 à 10% par rapport aux capteurs actuellement utilisés à Météo-France). L'ajustement linéaire calculé depuis 1970 montre une légère tendance à la hausse, conforme avec les résultats du groupe WASA (1998), mais le même ajustement appliqué depuis 1950 conduit à une conclusion opposée. Toutefois, les tests statistiques indiquent qu'aucune de ces tendances n'est significative.

Une étude basée sur l'utilisation de données de pression pour le calcul du vent géostrophique (Generoso) portant sur la même période a montré que la méthode permettait de retrouver 95% des tempêtes, et la totalité des fortes tempêtes. Elle révèle également que le nombre et l'intensité des tempêtes ont peu évolué à la fin du XXè siècle, et qu'elles ont atteint le niveau qui étaient le leur en début de période. Ceci recoupe des études allemandes et nordiques (Planton et Bessemoulin).

Météo-France développe depuis 1999 une «Base de Données d'Evènements Marquants» (BDEM, projet interne pour le moment), incluant la documentation d'événements historiques remontant jusqu'au milieu du XIXè siècle, et parfois au-delà. Les tempêtes constituent un cible privilégiée pour cet inventaire (Bessemoulin).

Plusieurs études, réalisées à partir de simulations numériques, concluent que le changement climatique devrait s'accompagner d'un déplacement vers le Nord et parfois vers l'est du rail des dépressions de l'Atlantique Nord, ainsi qu'une intensification de la variabilité. Ces changement de la variabilité atmosphérique s'accompagneraient d'une augmentation du gradient Nord Sud de pression correspondant à une plus grande fréquence des phases positives de l'oscillation Nord Atlantique, un mode de variabilité atmosphérique bien connu des climatologues. Cependant le lien entre ces résultats et leur impact sur la fréquence ou l'intensité des tempêtes, en particulier en Europe, est loin d'être clairement établi (Planton et Bessemoulin).



Contact : Pierre Bessemoulin
Directeur de la Climatologie à Météo-France
Christine Dreveton
Resp. de la division DP/SERV/BEC de Météo-France
42 avenue G. Coriolis - 31057 Toulouse

 

 




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