La tempête du 27 décembre 1999

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La tempête du 27 décembre 1999

Comment expliquer aux élèves de cycle 3 la tempête du 27 décembre 1999?

C'est une question difficile même pour des adultes. La formation et prédiction des tempêtes est un sujet de recherches très actif en météorologie. Une précision quant au terme tempête tel qu'il est défini par l'échelle de Beaufort, familière des amateurs de voile et de météorologie marine : on parle de tempête quand les vents en surface d'une dépression atteignent une vitesse moyenne comprise entre 48 et 55 nœuds (89 a 102 km/h) soit force 10 sur l'échelle de Beaufort.
En pratique, le terme tempête est utilisé même pour des vents de force supérieure a 10 comme c'était le cas en décembre dernier. Météo-France a regroupé sur son site web des informations assez claires et accessibles sur les tempêtes de décembre. Je vous suggère de vous référer à ce site ( http://www.cnrm.meteo.fr/dbfastex/recyf_temp/index.html ) pour des explications détaillées. Ici, je propose de dire quelques mots sur l'origine des dépressions et de la circulation atmosphérique.
Les dépressions sont des manifestations naturelles de la circulation de l'air de l'atmosphère. L'origine de cette circulation est le chauffage inégal de la Terre par le Soleil. Les régions tropicales sont caractérisées par un surplus de chaleur tandis que les régions polaires sont caractérisées par un déficit.
Comme les régions tropicales ne deviennent pas de plus en plus chaudes et les régions polaires de plus en plus froides, il existe un mécanisme s'opposant à ce chauffage inégal de la Terre par le Soleil : la circulation atmosphérique, dont le rôle consiste à exporter le surplus de chaleur des régions tropicales vers les pôles (la circulation océanique contribue également à cette redistribution de chaleur).
Une propriété importante de l'air est que sa densité diminue quand la température augmente. Ainsi, l'air chaud, léger, à tendance à s'élever au dessus de l'air froid, plus dense. Si la Terre ne tournait pas sur elle-même, la circulation atmosphérique serait constituée de vastes cellules orientées suivant la direction nord-sud (le long de méridiens) dans chaque hémisphère. A l'équateur, l'air chaud s'élèverait et en altitude se séparerait en deux branches se dirigeant chacune vers un pôle. Dans les régions polaires, l'air froid et dense redescendrait en surface et se dirigerait vers l'équateur fermant la boucle. Cette description porte le nom de circulation de
Hadley d'après le nom du scientifique anglais qui le premier proposa un schéma de circulation de l'atmosphère.
Cependant, la rotation de la Terre vient compliquer cette description et tend à induire des mouvements de l'air dans la direction est-ouest. Dans les régions tropicales, la circulation en surface est caractérisée par les vents "alizes", de nord-est dans l'hémisphère Nord et de sud-est dans l'hémisphère Sud. Dans les régions tempérées, la circulation atmosphérique est caractérisée par un courant intense d'ouest, le courant-jet (jet-stream en anglais). Le maximum de ce courant est situe à environ 10 km d'altitude. Au lieu de s'écouler régulièrement d'est en ouest, ce courant donne naissance à des tourbillons qui constituent les dépressions et les anticyclones.
Le courant-jet et les tourbillons qui lui sont associes sont d'autant plus intenses que la différence de température entre l'équateur et les pôles est importante. Ceci explique pourquoi les dépressions les plus vigoureuses ont lieu en hiver dans chaque hémisphère. Ces dépressions sont des agents très efficaces dans le transport de chaleur vers les pôles.
En résumé, la rotation de la Terre et la différence de température entre l'équateur et les pôles sont les deux facteurs déterminants contribuant à la création de dépressions. Ce qui fait que certaines soient plus intenses que d'autres et deviennent des tempêtes est très compliqué et continue à faire lobjet de nombreuses recherches en météorologie.
Merci a Sandrine Bony pour son assistance dans la rédaction de cette réponse.