Mai et juin sont généralement des mois de pointe pour les tornades en Amérique du Nord. Nous avons demandé aux professeurs de météorologie de Penn State, Paul Markowski et Yvette Richardson, d'expliquer pourquoi les tornades se forment, comment rester en sécurité si vous en êtes à proximité et si le changement climatique affecte les schémas des tornades.

1. Où les tornades sont-elles les plus susceptibles de se produire ?

La plupart des tornades qui font la une des journaux sont engendrées par ce que l'on appelle des orages supercellulaires. Ceux-ci sont grands, tempêtes intenses caractérisées par un courant ascendant (air ascendant) qui tourne.

Les orages se développent lorsqu'ils sont chauds, l'air humide près de la surface se trouve sous une épaisse couche d'air dans laquelle la température diminue rapidement avec l'altitude. Nous appelons ce type d'atmosphère "instable, " ce qui signifie que lorsque l'air est poussé vers le haut, la vapeur d'eau qu'il contient se condense. Cela dégage de la chaleur, rendre l'air plus chaud que son environnement. L'air devient porteur et s'élève, créant les nuages ​​imposants que nous associons aux orages.

La deuxième condition clé pour la formation des supercellules est le cisaillement du vent – ​​de grands changements de vent à différents niveaux. Des vents à différentes altitudes soufflant à différentes vitesses et/ou dans différentes directions sont associés à de l'air en rotation horizontale, comme un rouleau à pâtisserie. Comme cet air en rotation horizontale s'écoule dans le courant ascendant, la vrille est inclinée à la verticale, créer un courant ascendant tournant.

Les tornades sont particulièrement susceptibles d'être engendrées par des orages supercellulaires lorsque les altitudes les plus basses sont particulièrement humides et possèdent un cisaillement du vent exceptionnellement fort. Ces conditions sont plus susceptibles de se réunir dans certains endroits, comme les Grandes Plaines et le Sud-Est des États-Unis.

2. Comment se forment les véritables tornades ?

Tous les orages supercellulaires ne produisent pas de tornades. Une fois que le cisaillement du vent a créé un courant ascendant rotatif dans notre orage supercellulaire, d'autres processus développent une rotation près du sol, dans l'air frais sous la tempête, que nous appelons sa « piscine froide ». La piscine froide est produite principalement par l'évaporation de la pluie.

Dans et sous la tempête, l'air chaud monte et l'air froid descend. Au fur et à mesure que l'air descend et s'écoule à travers la piscine froide, les différences horizontales de température et d'accélération de l'air le long du sol se combinent pour produire plus de rotation horizontale. S'il y a une forte aspiration ascendante du courant ascendant rotatif sus-jacent de la tempête supercellulaire, et l'air dans la piscine froide n'est pas trop froid, l'air en rotation horizontale peut être basculé vers la verticale et aspiré vers le haut. Il peut également être contracté vers l'intérieur et tourner plus rapidement, tout comme les patineurs augmentent la vitesse de leurs rotations en tirant dans leurs bras. Cela forme la tornade.

3. Avec quelle précision pouvons-nous prévoir les frappes de tornades ?

Dans la dernière décennie, les prévisionnistes sont devenus habiles à identifier les conditions qui peuvent supporter de fortes tornades - celles classées EF2 ou plus sur l'échelle Fujita améliorée. Le centre de prévision des tempêtes du National Weather Service prévoit régulièrement de grandes épidémies plusieurs jours à l'avance. Les perspectives « à haut risque » capturent la plupart des grands événements de tornade, et de fortes tornades se produisent rarement en dehors des veilles de tornades. Nous avons moins de capacité à prévoir les tornades dans des situations plus marginales, comme dans les tempêtes non supercellulaires.

Même si l'environnement est extrêmement favorable aux tornades supercellulaires, les prévisionnistes ont une capacité limitée à dire quand ou si une tempête spécifique produira une tornade. Les chercheurs étudient les déclencheurs de la production de tornades, tels que des ondes de courant descendant à petite échelle et des puits de précipitation descendants sur le flanc arrière d'une tempête supercellulaire, et les processus qui soutiennent les tornades une fois qu'elles se forment.

Nous ne comprenons pas bien l'entretien des tornades, ou comment les tornades peuvent être affectées par les interactions avec des obstacles tels que le terrain et les bâtiments. Cela signifie que lorsqu'une tornade se produit, les prévisionnistes ont une capacité limitée de dire au public combien de temps ils s'attendent à ce que cela dure.

4. Que dois-je faire lors d'un avertissement de tornade ?

Sous-sols, les caves anti-tempête ou les « chambres sûres » qui répondent aux directives fédérales offrent une excellente protection. Si aucun de ces éléments n'est disponible, la meilleure stratégie est d'aller au rez-de-chaussée d'un bâtiment solide et de mettre autant de murs que possible entre vous et la tornade. En d'autres termes, abri dans une pièce intérieure, comme un placard ou une salle de bain. Aussi, assurez-vous de porter de bonnes chaussures. Si votre zone subit un coup direct, vous ne voulez pas marcher pieds nus dans un champ de débris.

Ne chassez pas les tornades sans formation professionnelle. Les observations des observateurs sont précieuses pour les prévisionnistes qui émettent des avertissements, mais ils peuvent être faits à distance. Nous n'avons pas besoin que les personnes conduisant en danger sachent qu'une tempête dangereuse approche.

5. Le changement climatique rend-il les tornades plus importantes ou plus fréquentes ?

C'est difficile à dire. Les enregistrements fiables des tornades aux États-Unis ne remontent qu'à environ 1950, et les dossiers en dehors des États-Unis sont encore moins complets. Grâce à la chasse aux tempêtes et à la propagation des téléphones avec appareil photo, plus de tornades sont dénombrées aujourd'hui par rapport à hier, mais cela ne signifie pas nécessairement qu'il se produit davantage. Et il y a beaucoup de variabilité naturelle d'une année à l'autre. Durant la dernière décennie, le nombre annuel de tornades aux États-Unis a varié de 886 à 1, 690 tempêtes par an.

Les estimations de la vitesse du vent basées sur les enquêtes sur les dommages post-tempête peuvent être erronées de 50 pour cent ou plus. Et de nombreuses tornades dans des régions reculées ne laissent aucun indice sur la force de leurs vents.

La plupart des modèles climatiques prédisent qu'il y aura plus de jours par an où l'atmosphère aura une instabilité et un cisaillement du vent suffisants pour supporter les tornades. Mais il faut être prudent dans l'interprétation de ce résultat. Les modèles climatiques ne capturent pas les tornades, leurs orages parents ou nuances dans le niveau le plus bas de l'atmosphère qui affectent la formation des tornades. Il est donc difficile de dire s'il y aura plus de tornades, même si les environnements propices aux tornades deviennent plus fréquents.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.