5. Les tempêtes

G112- Géographie des risques :
le cas des risques naturels
Licence 1 Histoire-Géographie
Laurent Chalumeau
CM 3 : Les risques atmosphériques :
Cyclone, tempête et tornade
1. L’atmosphère
Exosphère
Mésopause : 500 km
Thermosphère : T°C augmente
Mésopause : 80 km
Mésosphère : T°C diminue
Stratopause : 50 km
Stratosphère : T°C stagne puis
augmente
Tropopause : 8 km à 17 km
Troposphère : couche inférieur
instable, turbulente, T°C diminue
2. La troposphère
Les mouvements verticaux :
- densité de l’air dépende sa température:
- l'air chaud plus léger s'élève;
- l'air froid, plus lourd se tasse vers le sol
2. La troposphère
Les mouvements verticaux :
- densité de l’air dépende sa température:
- l'air chaud plus léger s'élève;
- l'air froid, plus lourd se tasse vers le sol
subsidence
Ascendance
subsidence
Modèle de circulation
atmosphérique de
Hadley
2. La troposphère
Les mouvements verticaux :
- densité de l’air dépende sa température:
- la force de Coriolis (G. Coriolis, 1835) :
- les molécules d’air qui se déplacent en ligne droite sur la
surface de la Terre subissent une force perpendiculaire à la vitesse de
déplacement => mouvements de l’air sont déviés :
Vers la droite
Modèle de circulation
atmosphérique de Hadley
Vers la gauche
2. La troposphère
Les mouvements verticaux :
- densité de l’air dépende sa température
- la force de Coriolis
- les courants marins
2. La troposphère
Les cellules :
Cellule de Hadley
2. La troposphère
Les cellules :
Cellule polaire
2. La troposphère
Les cellules :
Cellule de Ferrel :
Elle n’est pas engendré
directement par un
réchauffement différentiel
2. La troposphère
Les cellules :
Zone de convergence
Zone de divergence
2. La troposphère
Zones cycloniques et anticycloniques
Pression supérieur à 1015 hectopascal
Pression inférieure à 1015 hectopascal
Anticyclone
Dépression
2. La troposphère
Zones cycloniques et anticycloniques
2. La troposphère
Les vents
2. La troposphère
Les vents
3. Les cyclones
Définition :
Cyclone : (grec) : Pacifique S-W et N et Océan Indien (S-W)
Ouragan : (dieu Maya) : Atlantique Nord et Pacifique N-E et S-W
Typhon : (chinois) : Pacifique N-W
3. Les cyclones
Formation d’un cyclone :
Les conditions de formation :
- Mer chaude : température supérieur à 26 °C sur une épaisseur
de 50 m
-
Suffisamment éloigné de l’équateur de façon à ce que la force
de Coriolis ne soit pas nulle
-
Forte humidité pour la formation de cumulonimbus
3. Les cyclones
Formation d’un cyclone :
3. Les cyclones
Formation d’un cyclone
3. Les cyclones
Rappel:
3. Les cyclones
Zone de formation et trajectoire des cyclones:
3. Les cyclones
Trajectoire des cyclones:
- l'entrée dans des régions tempérées : après un
changement plus ou moins brutal de direction
3. Les cyclones
Classification des cyclones :
Perturbation
tropicale
Tempête
tropicale
Dépression
tropicale
Cyclone
Classe 1
3. Les cyclones
Classification des cyclones :
- l'échelle de Saffir-Simpson, utilisée principalement dans l'océan
Atlantique nord et dans l'océan Pacifique nord-est, établit 5 classes:
Classe 2
Classe 3
Classe 4
Classe 5
3. Les cyclones
Classification des cyclones :
- l'échelle de Dvorak relie un chiffre de 0 à 8 à une valeur de vent maximal
soutenu et correspond à une pression centrale estimée dans les bassins
océaniques de l'Atlantique et du Pacifique nord-ouest
3. Les cyclones
Déclin des cyclones :
Les cyclones s'affaiblissent dès qu'une des sources d'alimentation en
énergie disparaît ou s'atténue :
- lorsqu'il arrive sur terre : changement de température et
d’humidité
- lorsqu'il arrive sur des océans dont les eaux de surface ne sont
pas assez chaudes
- lorsqu'il subit les effets du cisaillement vertical du vent qui
déforme sa structure verticale
- lorsque sa trajectoire se rapproche trop de l'Équateur
3. Les cyclones
Dénomination des cyclones :
Un nom est affecté à toute perturbation dans laquelle le vent moyen
dépasse 63 km/h.
Les noms (généralement des prénoms alternativement masculin et féminin)
sont donnés à partir de listes alphabétiques préétablies, desquelles ont été
retirés les noms des cyclones les plus dévastateurs.
3. Les cyclones
Effets :
Vent fort changeant de direction : > 150 km/h et pouvant atteindre 370 km/h
Pluie pouvant être considérable :
Houle importante : se propage à la vitesse supérieure à celle du cyclone
Onde de tempête : montée rapide du
niveau de la mer lorsqu'une tempête
s'approche de la côte (5 m),
elle peut se superposer à la marée
Astronomique
Vague importante : 10 m de haut
3. Les cyclones
Dégâts :
3. Les cyclones
Dégâts :
3. Les cyclones
Exemple : Ouragan KATERINA (23-31 août 2005)
3. Les cyclones
Exemple : Ouragan KATERINA (23-31 août 2005)
- Le plus coûteux (81 milliards $) et un des plus meurtriers des USA (1800 vict.).
- Tempête tropicale qui s’est formée au large des Bahamas
- A traversé la Floride comme un ouragan de cat. 1.
- Il s'est rapidement intensifié dans le Golfe du Mexique, se transformant en
ouragan de cat. 5.
- Vitesse max des vents : 280 km/h.
- 30 cm de précipitations.
- La Nouvelle-Orléans fut la ville la plus dévastée (inondée à 80%).
3. Les cyclones
Exemple : Ouragan KATERINA (23-31 août 2005)
3. Les cyclones
Exemple : Typhon Haiyan (8 novembre 2013)
3. Les cyclones
Exemple : Typhon Haiyan (8 novembre 2013)
- Naissance dans l’océan pacifique
- Traverse les Philippines, la Mer de Chine et atteint le Vietnam
- Vents de 315 km/h et des rafales
de 380 km/h.
- 125 000 personnes évacuées
par anticipation
- Catastrophe la plus meurtrière
de l’archipel : 10 000 morts,
2000 disparus.
- A détruit 70 à 80% des
régions traversées.
3. Les cyclones
Exemple : Typhon Haiyan (8 novembre 2013)
3. Les cyclones
La veille cyclonique
L'Organisation Météorologique Mondiale coordonne la veille
cyclonique au niveau mondial. Elle a désigné un centre
météorologique spécialisé (CMRS) dans chaque bassin
océanique :
- Miami (Atlantique nord et Pacifique nord-est)
- Tokyo (pacifique nord-ouest)
- New-Delhi (Golfe du bengale et Mer d'Oman)
- Nandi (Iles Fidji, Pacifique sud-ouest)
- Saint-Denis de la Réunion (sud-ouest de l'Océan Indien)
4. Les tornades
Définition :
Une tornade est un tourbillon de vents extrêmement violents,
prenant naissance à la base d'un nuages d'orage
(cumulonimbus) et atteignant le sol.
4. Les tornades
Formation :
Condition de formation : air instable,
ce qui est rendu possible par :
-
le réchauffement de l'air près de la
surface grâce à l'action du
rayonnement solaire et par un
apport d'air chaud et humide ;
-
le refroidissement de l'air en
altitude provoqué par un apport
d'air.
4. Les tornades
Formation :
Toutefois les tornades sont des phénomènes de :
- petite taille : exceptionnellement jusqu'à
quelques centaines de mètres de diamètre
-
d'une durée de vie limitée : jusqu'à quelques dizaines de
minutes dans la majeure partie des cas
-
elles parcourent rarement plus de 40 km (sauf dans le cas des
tornades américaines, qui peuvent parcourir plusieurs centaines
de kilomètres).
-
Vent très violent : plus de 300km/h au centre
4. Les tornades
Classification : selon la vitesse approximative des vents et des
dommages causés
4. Les tornades
Effets :
4. Les tornades
Effets :
5. Les tempêtes
Définition :
Tempête : zone étendue de vent violents générés par un système
de basses pressions (dépressions)
En météorologie marine : force 10 de l’échelle Beaufort :
=> vents moyens : 89 à 117 km/h
=> rafales : 110 à 150 km/h
En météorologie tropicale : « tempête tropicale » :
=> vents moyens : 62 à 117 km/h
Par analogie : « tempête » lorsque :
- rafales proches de 100 km/h dans l’intérieur des terres
- rafales proches de 120 km/h sur les côtes
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Dépression
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Dépression
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Courant-jet (jet stream) :
- tube aplati de vent très fort situé
au sommet de la Troposphère et qui
se déplace d’Ouest en Est de
manière sinueuse
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Courant-jet (jet stream) :
-
Au nombre de 2
-
liés à un fort contraste de température aux moyennes latitudes
avec d'un côté de l'air chaud d'origine tropicale, et de l'autre de
l'air froid d'origine polaire
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Courant-jet (jet stream) :
-
En Europe :
- Généralement : peu au
Nord du front polaire
-
-
Possibilité d’un deuxième
sur l’Afrique du Nord et le
Sahara
Variation saisonnière :
- De latitude
- D’altitude
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Courant-jet (jet stream) :
-
Vitesse minimale : 185 km/h
Vitesse maximale : 740 km/h
Epaisseur : 4,5 km
Largeur : 100 à 200 km
Coté aire chaud
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Dépression positionnée à gauche d’un courant-jet
Courant-jet (jet stream) très rapide
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
-
Dépression positionnée à gauche d’un courant-jet
Courant-jet (jet stream) très rapide
Phase 3 : la dépression
perd de son activité en
s’éloignant du courant jet
Phase 2 : la dépression
passe sous le courant jet
et s’accélère fortement :
Stade de maturité
Phase 1 : la dépression
est située du côté droit
du jet tout en étant peu
marquée et assez loin de
celui-ci
5. Les tempêtes
Formation : conditions de formation :
5. Les tempêtes
« Saisons » des tempêtes :
Principalement en hiver
5. Les tempêtes
Les tempêtes en France:
-
15 par an
-
2 fortes
-
Principalement dans le
quart nord-est et sur la
façade atlantique
Trajectoire de quelques tempêtes
5. Les tempêtes
Effets des tempêtes :
Vent violent :
Fortes précipitations :
Onde de tempête :
Vague importante :
Houle de tempête :
Inondation :
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes :
En Europe entre 1950 et 1990 :
-
25 tempêtes ont provoqué la mort de 3 500 personnes environ
environ 25 milliards de francs de dégâts (3,75 milliards d’euros)
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes :
En France :
Les tempêtes des 26, 27 & 28 décembre 1999 (Lothar et Martin):
- 92 morts
- plus de 15 milliards d'euros de dommages.
- ¼ du réseau électrique endommagé (> 2 millions de foyers)
- 270 millions d’arbres déracinés
- période de retour estimée de l'ordre de 400/500 ans.
-
Caractéristiques de ces tempêtes : des vents violents
atteignant :
- près de 200 km/h sur l'île d'Oléron
- 170 km/h en région parisienne.
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes :
En France :
Xynthia les 27 et 28 février 2010
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes :
En France :
Xynthia les 27 et 28/02/2010
65 morts dont 47 en France
365 000 foyers sans électricité
Dépression repéré le 23 février
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes : Exemple de Xynthia 27-28/02/2010
Vent :
- > 130 km/h à l’intérieur des terres
- > 150 km/h sur le littoral
Inondation du littoral : surcote > 1,5 m
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes : Exemple de Xynthia 27-28/02/2010
Inondation par submersion
Erosion
5. Les tempêtes
Dégâts des tempêtes : Exemple de Xynthia 27-28/02/2010
Faiblesse dans les digues identifiées avant
Habitation sans étage dans
des zones basse
5. Les tempêtes
Gestion du risque tempête :
La prévention : impuissant face à ce phénomène
Les mesures pour les constructions :
- Document technique
- Prise en compte des caractéristiques des vents régionaux
(orientation des ouvertures, débords de toit,…)
- Mesures sur les abords des constructions (élagage,
abattage,…)
Les prévisions météorologiques : MétéoFrance
L’alerte : carte et information
6. Les orages
Définition :
Un orage est un phénomène atmosphérique caractérisé par
une série d'éclairs et de coups de tonnerre.
Lié à la présence d’un nuage de type cumulonimbus
Peut être associé à :
- Rafales de vent
- Précipitations intenses (grêle dans certains cas)
- Trombe, tornade
6. Les orages
Formation :
L'air doit alors être chaud près du sol et froid en altitude
=> montée rapide d’air chaud en altitude
=> formation de cumulonimbus.
+
-
6. Les orages
Formation :
La foudre est une décharge électrique qui se traduit par :
- l’éclair : résultat visible
- le tonnerre : bruit émis lors de la propagation de la vibration
de l'air le long de cette décharge électrique
La température de l’air
atteint 30 000°C
Durée d’un orage : 10
minutes à quelques heures
6. Les orages
Les orages
Saison et situation :
Quand en France :
- Généralement : durant les mois de juin, juillet et août.
- Sud-Est de la France : nombreux en septembre
- Corse : octobre et novembre
6. Les orages
Saison et situation :
Où en France :
Le plus fréquents en Corse
et sur le sud de l'Aquitaine
Les orages
6. Les orages
Saison et situation :
Où en France :
Météorage : 20 capteurs
483 000 impacts de
foudre au sol/an
540 000 impacts de
foudre au sol en
2014
Les impacts de foudre
6. Les orages
Prédiction et signes annonciateurs :
La prédiction :
Carte de vigilance :
Orange : orages organisés
et violents sur un
département
Jaune : orages isolés
6. Les orages
Effet des orages :
- La foudre : cette décharge électrique intense peut :
- tuer un homme ou un animal, brulure, lésion
oculaires,
- calciner un arbre
- causer des incendies
- éclatement des matériaux touchés par
surpression
6. Les orages
Effet des orages :
- La foudre : cette décharge électrique intense peut :
- surtension par conduction
- remontées de courant par la prise de terre
- induction magnétique
6. Les orages
Effet des orages :
- La déflagration : la dilatation quasi instantanée de l'air entraîne
l'émission d'une intense onde de choc semblable à celle d’un
« bang » des avions supersoniques :
- violent poussée des objets qui font obstacle (à proximité),
 panneaux ou murs renversés
 objets ou personnes déplacés, projetés
 lésion interne (hémorragie, rupture des tympans,…)
6. Les orages
Effet des orages :
- Les pluies intenses : peuvent causer des crues-éclairs dévastatrices :
- Un cumulonimbus de 1 km de large sur 10 km de hauteur
contient 1 million de litres d'eau. Un orage déverse fréquemment
plus de 50 à 100 litres d'eau par mètre carré en quelques heures.
6. Les orages
Effet des orages :
- La grêle : type de précipitation formé de petits morceaux de glace :
- dévaster en quelques minutes un vignoble ou un verger.
- Véranda,…
6. Les orages
Effet des orages :
- Le vent :
- rafales violentes jusqu'à environ 140 km/h
- change fréquemment de direction.
- peu engendrer des tornades, rare
- dans le cumulonimbus : « trou d’air »