EARTH'S HEALTH
Le vent l'emportera
Une tornade détruit tout sur son passage, rien ne lui résiste.
Un tornade est la rencontre entre une masse d'air chaud et une masse d'air froid qui prend forme sous des nuages orageux, les cumulonimbus, et créer un tourbillon de masse d'aire. Elles se caractérisent par des vents violents (des vents supérieurs à 400 km/h ont déjà été observés) et la vitesse du vent à l'intérieur d'une tornade est estimée à 660 km/h, une forte baisse de pression qui peut atteindre ou même dépasser 100 hPa lors du passage d’une tornade, un diamètre de la pointe de l'entonnoir de 15 à 30 m et le diamètre de la tornade varie de 15 m à 1 km, elles se déplacent de 50 à 100 km/h, sur une distance comprise entre 4 et 6 kilomètres et durent en moyenne de 10 à 30 minutes, mais certaines peuvent durer plusieurs heures.
Les dommages que causent ces tornades sont dévastateurs. Lors du passage d'une tornade la
rapidité de la diminution de la pression peut causer une véritable explosion des bâtiments à l'endroit où elle se produit. En effet, il y a une forte différence de pression entre l'entonnoir de la tornade (qui correspond à une baisse de 100 hPa par rapport à la pression atmosphérique normale) et la pression à l'intérieur du bâtiment, qui peut enclencher l'éclatement du bâtiment, l'air enfermé dans la maison va créer une poussée importante vers l'extérieur sur les murs, les portes et les fenêtres de la maison, qui vont exploser. La violence du vent augmente les dommages causés aux bâtiments. Les débris qui sont transportés à grande vitesse comme des missiles sont constitués des différents objets qui peuvent se trouver sur le passage de la tornade et qui sont soulevés et transportés à grande vitesse.
On peut trouver des voitures, des toits de maisons, des arbres, des pierres... Ces objets peuvent parcourir plusieurs kilomètres selon la puissance de la tornade.La tornade détruit tout sur son passage, et laisse derrière elle une ligne de démarcation très nette entre la zone presque dévastée et la zone voisine, légèrement touchée.
Le 18 mars 1925, une tornade surgit en Amérique. Elle a parcouru 350 km en 3h30 et a touché 3 états : le Missouri, l'Illinois et l'Indiana. Cette tornade classé F5 sur l'échelle de fujita a été l'une des tornades les plus meurtrières au monde avec un constat de 695 morts et plus de 2000 blessés.
Des dizaines de demeures ont été endommagées par le passage d’une tornade dimanche à Washington, dans l’État de l’Illinois
Une tornade, filmé par la caméra embarquée d'une voiture, emporte une femme et une voiture
Après le passage d'une tornade, les dégâts (matériels en principe) ne sont jamais les mêmes, ils varient en fonction de la puissance de la tornade
Comment anticiper ce phénomène pour évacuer au plus vite?
Le radar est le principal outil permettant aux prévisionnistes de localiser les tornades. Il fonctionne en émettant des ondes radio qui sont réfléchies par les particules présentes dans l'atmosphère, telles que les gouttes d'eau. En analysant la puissance du signal réfléchi et le temps écoulé entre l'émission et la réception de l'onde, les prévisionnistes peuvent localiser les précipitations et en évaluer l'intensité.
Ces radars fonctionnent selon le principe physique suivant : D = c*t/2 , avec
c = la célérité (3*10^8 m/s),
t = le temps en seconde, entre l'émission et la réception de l'onde réfléchie (et le radar propage des impulsions radio-électriques dans l'air à la vitesse de la lumière, 300 000 km/s)
D = la distance en m.
Prévoir une tornade reste tout de même complexe car sa formation est très rapide, sa durée de vie est aussi très courte et elle est de petite taille par rapport à la surface de la Terre (contrairement à un orage qui peut mesurer plusieurs centaines de kilomètres de long). Les premières mesures de radars météorologiques pour rechercher d'éventuelles tornades ont été réalisées au début des années 1970.
Le principe du radar météorologique Doppler est d'envoyer une quantité d'onde dans l'air, ces
ondes sont ensuite réfléchies par toute sorte d'obstacles qui peuvent être de la pluie, de la neige ou un massif, qu'on appelle plus aisément cibles. Une fois les ondes réfléchies elles sont captées par le radar et grâce à cela, on peut savoir la distance et la taille de la cible. Le radar Doppler, aujourd'hui utilisé par le Service météorologique national des États-Unis, présente toutes les caractéristiques d'un radar météorologique classique, c'est-à-dire qu'il permet d'évaluer l'intensité des perturbations et la distance à laquelle elles se trouvent mais en plus de cela il mesure le changement de fréquence du signal réfléchi, ce qui indique la vitesse et la direction du déplacement de la tornade. Quand la cible se rapproche vers le radar, l'onde reçue a une fréquence plus élevée que l'onde initiale, et si la cible s'en éloigne, la fréquence sera plus petite. On peut aussi mesurer l'intensité d'une perturbation grâce à l'intensité de la réflexion des ondes, par exemple, dans une perturbation pluvieuse, plus la pluie est intense, plus l'espace entre chaque goutte d'eau est réduit, donc cela veut dire qu'il y aura d'avantages d'ondes réfléchies, et donc, plus le radar reçoit d'ondes, plus la perturbation est intense. L'effet Doppler permet donc de déterminer avec précision la vitesse d'une
tornade qui se déplace dans l'axe du radar et à environ 100 km de la zone étudiee. Grâce à ces informations, les météorologues peuvent détecter les mouvements de rotation à l'intérieur de l'orage qui annoncent la formation d'une tornade. De plus, il faut savoir que la formation de la tornade ne peut être prédite que quelques minutes, voir 30 minutes avant au maximum.
Le radar Doppler n'est pas le seul moyen utilisé pour l'anticipation de tornades, mais également les caméras infrarouges, qui détectent la chaleur émise lors de la formation de la tornade, et les satellites, qui détectent les vents violents donc la création d'orages; leurs avantages sont qu'ils ont une plus grande portée que les radar Doppler, ils sont en rotation autour de la Terre et donc ils peuvent détecter en temps réel le mouvement de masses nuageuses mais, étant prises du ciel, ces informations ne sont pas assez précises pour savoir si il y a présence ou non d'une tornade, à cause de leur trop petite taille.
Radar météorologique à effet Doppler Emission et réception de l'onde par le radar
Voici un rapport montrant des échos traités par un radar Doppler :
- Le jaune, rouge, orange correspondent aux gouttes qui se rapprochent ou se déplacent en direction du radar.
- Les bleue, vert correspondent aux gouttes qui vont dans le sens opposé au positionnement du radar.
Sur le rapport, on peut voir aussi la formation prématurée d'une tornade grâce à l'effet crochet, ce sont les vents qui vont dans le sens contraire des uns des autres, et qui commencent à tourbilloner et à former une sorte de crochet à cause de la rotation des vents (en bas à gauche sur le rapport) et cela sur une zone relativement réduite.