Laure GERARD Sophie LAGEYRE Elsa CAILLY 2ème année Hydraulique Analyse météorologique de la tempête Xynthia du 28 février 2010 mars 2010
Table des matières Introduction I Étude des différents champs de la tempête Xynthia le dimanche 28 février 2010 à 1h00 1/ Carte à 1,5 pvu : Altitude géopotentielle et vent 2/ Carte à 500 hpa : pression au sol, géopotentiel et température à 500hPa 3/ Carte à 850 hpa : Température potentielle équivalente à 850 hpa et pression au sol 4/ Coupe verticale : Température potentielle 5/ Coupe verticale : Température 6/ Coupe verticale : Vitesses verticales 7/ Coupe verticale : tourbillon absolu 8/ Emagramme II Evolution temporelle de la tempête Xynthia 1/ Evolution de la dépression au sol et à 1,5pvu 2/ Tourbillons absolus 3/ Emagrammes Conclusion
Introduction La tempête Xynthia, qui a balayé la France dans la nuit du 27 au 28 février 2010, a provoqué la mort de 53 personnes. Cette tempête, présentant des vents très violents, est un phénomène physique pourtant bien connu des météorologistes. Elle est caractéristique des régions de moyennes latitudes et s'inscrit dans un contexte hivernal, où l'atmosphère est perturbée par des circulations d'échelle synoptique, amenant vents forts, nuages et précipitations. La présence de l'océan Atlantique est un facteur important, car l'océan se comporte comme un réservoir d'énergie et une zone où le frottement entre l'air et la surface est réduit. La surface océanique Atlantique est donc une zone favorable aux développements de perturbations météorologiques, parfois presque aussi intenses que les cyclones tropicaux. Cette tempête est une perturbation dite barocline d'échelle synoptique, c'est-à-dire d'une taille caractéristique de l'ordre du millier de kilomètres et d'une durée de quelques jours. Elle est reconnaissable sur une image satellite par des systèmes nuageux qui s'enroulent dans le sens inverses des aiguilles d'une montre. Ce type de perturbation barocline est également appelé dépression des moyennes latitudes, perturbation synoptique des moyennes latitudes ou bien encore cyclone extra tropical.
I Etude des différents champs de la tempête Xynthia le dimanche 28 février 2010 à 1 h00 1/ Carte à 1,5 pvu : Altitude géopotentielle et vent La surface à 1,5 pvu est représentative de la tropopause. Cette carte présente l'altitude géopotentielle où l'on remarque un minimum qui s'approche de la Bretagne Sud. Cette anomalie correspond à une zone de basse tropopause. Il s'agit donc d'une dépression à la tropopause. Cette carte nous présente également la direction et l'amplitude des vents horizontaux à la tropopause. On constate que ces vitesses sont très élevées et atteignent environ 260 km/h sur le SudOuest de la France et dans les Alpes. De plus, ils proviennent dans l'ensemble du Sud-Ouest.
2/ Carte à 500 hpa : pression au sol, géopotentiel et température à 500hPa On remarque une dépression très marquée au sol, avec en son centre, situé au Sud de la Bretagne, une pression de 972 hpa, ce qui correspond bien à l'anomalie précédemment observée à la tropopause. On constate également de forts gradients de pression sur le golfe de Gascogne et les Alpes. Il y a donc un vent tangent aux lignes isobares dans ces régions. Cette perturbation est dite barocline car les isothermes et les isobares ne correspondent plus contrairement aux perturbations barotropes.
3/ Carte à 850 hpa : Température potentielle équivalente à 850 hpa et pression au sol On observe une anomalie chaude (jusqu'à 42 C) associée à la dépression situé légèrement à l'est de son centre. Ceci est dû au vent dans cette zone dépressionnaire qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
4/ Coupe verticale : Température potentielle On observe une anomalie chaude dans les basses couches au dessus du centre dépressionnaire. 5/ Coupe verticale : Température Cette carte souligne bien l'anomalie chaude associée à la dépression.
6/ Coupe verticale : Vitesses verticales On observe de fortes ascendances au niveau du centre dépressionnaire (-60hPa/h). En effet, l'anomalie de la tropopause constatée précédemment crée un déséquilibre que tendent à diminuer les ascendances. Cela engendre un mouvement de la masse d'air vers le centre de la dépression. Il y a donc formation de deux cellules convectives de part et d'autre du centre. Lors de l'ascendance, il y a donc un apport d'humidité des basses couches. L'eau qui monte se condense. Il y a formation de nuages avec des risques de précipitations.
7/ Coupe verticale : tourbillon absolu On constate un maximum de tourbillon absolu au centre de la dépression, vers 900hPa. En effet, lorsqu'un noyau dépressionnaire se forme, il y a, comme nous l'avons expliqué précédemment, des cellules convectives qui se forment. La force de Coriolis va dévier vers la droite le vent qui est orienté vers le centre du noyau dépressionnaire. Le vent qui en résulte converge vers le centre dépressionnaire tout en tournant dans le sens inverse des aiguilles d une montre : création du tourbillon absolu.
8/ Emagramme On remarque la présence de nuages entre 500 et 2500m. Plus haut on constate une forte humidité jusqu'à 6500m, mais il n'y a pas forcément de nuages.
Pour conclure cette partie, cette tempête correspond bien à une perturbation barocline. En effet, les critères principaux utilisés pour définir une telle perturbation sont la présence d'une dépression en basse couche et un vent très violent, s'enroulant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Cette zone dépressionnaire est également associée à une ondulation chaude appelée secteur chaud. En altitude, une perturbation barocline est caractérisée par une anomalie de basse tropopause, diagnostiquée sur le champ de géopotentiel de l'isosurface 1,5 pvu. Cette anomalie basse est associée à une anomalie froide sur la surface 1,5 pvu. Le vent est également présent en altitude, répondant aux mêmes lois de Buys-Ballot.
II/ Evolution temporelle de la tempête : 1/ Evolution de la dépression au sol et à 1,5pvu : à 22h : La dépression à la tropopause se situe à l'ouest de celle au sol. On est dans la configuration de développement d'une tempête car les deux dépressions s'auto-développent. À 1h : Les deux dépressions à la tropopause et au sol se superposent. La tempête est mature.
2/ Tourbillons absolus Nous observons que le maximum de tourbillon absolu se déplace au cours du temps avec le centre dépressionnaire (Cf coupes). Ceci paraît tout à fait logique puisque les zones de changement du tourbillon absolu sont la signature de zones actives. On voit d'après l'évolution au cours du temps que ces zones actives s'estompent car le maximum de tourbillon absolu diminue au cours du passage de la tempête (TAmax= 80 le samedi à 22h / TAmax= 70 le dimanche à 4h / TAmax= 60 le dimanche à 16h.)
Conclusion : Tous les paramètres corroborent le fait que la tempête Xynthia est une dépression barocline. Au cours du passage de la tempête sur le sol français, nous avons pu voir les différentes phases de la tempête : son développement, sa phase mature, et son déclin. Nous pouvons expliquer le caractère exceptionnel de cette tempête par le fait que cet hiver, la NAO est largement négative. Ainsi, les dépressions circulent très au sud de l'europe contrairement aux autres années. En effet, La NAO (Oscillation Nord Atlantique) représente le mouvement de balancier qui existe sur l'atlantique, entre la dépression d'islande et l'anticyclone des Açores. Cette année, il est affaibli (anomalie positive de pression sur l'islande et anomalie négative à proximité des Açores), et les dépressions se trouvent à de basses latitudes ; ce phénomène est également à l'origine des très nombreuses vagues de froids qui se sont produites en France. Cette tempête s'inscrit donc dans un contexte hivernal particulièrement perturbé. Cette tempête a bien été prévue par Météo France ainsi que par les amateurs sur les forums de météociel. Il semblerait donc que les conséquences dramatiques soient davantage liées à des défaillances politiques que scientifiques. Pour conclure, des améliorations notables ont eu lieu depuis la tempête de 1999, pour prévoir de façon fiable des événements météorologiques extra-ordinaires. En effet, les lois de probabilité ont été revues. On n'éjecte plus les très faibles pressions en pensant qu'il s'agit d'erreurs : on les remet dans leur contexte avant une éventuelle élimination. De plus, l'assimilation de données a aussi été affinée. Avant, on faisait coller les prévisions aux données alors que maintenant on utilise les données sur 6h afin d'y faire passer le modèle.