Les tornades

Leur naissance …

Le mot « tornade » n’a été utilisé qu’en 1748 par le révérend JOSEPH EMERSON au Massachusetts dans la phrase: « une terrible tornade avec du tonnerre assourdissant. »

Mais même avant que le mot ne soit inventé, des descriptions de ce phénomène existaient déjà! C’est le gouverneur britannique JOHN WINTHROP qui a signalé dans ses notes de juillet 1643, le premier signalement de tornade. Plusieurs autres rapports de vents tourbillonnants causant des  dommages ont été signalé. A la suite d’une terrible tornade en juillet 1759, un descendant du gouverneur WINTHROP écrit qu’il est difficile d’émettre une hypothèse a propos des tornades.

En aout 1773, SAMUEL WILLIAMS est le premier en Amérique a donner une description et des données objectives de vents. Il écrit qu’une trombe marine se transforme en tornade en touchant terre.

A partir du XIXeme siècle, les recherches météorologiques et les travaux sur l’explication des tornades devinrent plus systématique.

En 1880, le « corps des ingénieurs » de l’armée américaine (chargée du service météorologique de ce pays) a organisé un groupe de 2000 volontaires pour mettre en documents toutes les tornades dans le centre et l’est des États-unis. Le « corps » a essayé de faire les premières prédictions.

Le N.W.S. ( National Weather Service), a succédé au « corps des ingénieurs » et ne mentionne pas jusqu’en 1938 la possibilité de ce phénomène naturel dans ses alertes météo.

A la suite de l’aviation, la recherche des conditions nécessaires a la formation des tornades fut remis a l’ordre du jour en 1920-1930.

La radiosondage commençait a donner plus d’informations sur la structure de l’atmosphère, se qui permettait de reconnaitre les facteurs de température et les déclencheurs synoptiques, qui offrent une vue générale de l’ensemble, d’altitude nécessaire au déclenchement des nuages.

Les informations réunies ont été interprétées par des chercheur aux États-unis. En utilisant ces travaux et leurs observations, les officiers de météo de la base aérienne TINKER de la US Air Force, à Oklahoma City, on prédit pour la première avec succès l’occurrence d’une tornade sur la base le 25 mars 1948 en soirée. A la suite de ceci ses officiers ont reçu le travail de prédire la possibilité de tornades dans le centre des États-unis.

3 Ans plus tard, ils ont été mis en charge dans un centre de météo, la S.W.W.C. (Severe Weather Warning Center)

En mars 1952, le gouvernement a créé un organisme expérimental inter-armée et civil  le W.B.A.N. (Weather Bureau-Army-Navy) pour la prévision des orages violents.

Aujourd’hui ce centre est connu sous le nom de « Storm Prediction Center ».

L’apparition des ordinateurs en 1970, ont permis de recueillir des informations précieuse quand à l’étude scientifique des tornades.

L’année 1978 marque un progrès important dans la compréhension des mouvements de rotations dans les orages à tornades.

Dans ce monde numérique, les tornades violentes résulteraient de collision entre masses d’air différentes.

En 1963, on propose que la variation du vents avec l’altitude dans l’environnement habituel engendre une rotation horizontale. Le courant ascendant change l’axe de rotation vers le haut.

En 1980, les simulations confirment ce point en montrant comment le colonne ascendante tourne graduellement d’axe pour être verticale a mi-hauteur du nuage. Cependant cela n’expliquerait pas comment elles pouvaient se mettre à tourbillonner verticalement près du sol.

En 1985, les simulations ont montré que la rotation à basse altitude dépend du courant descendant qui contient de l’air refroidit par l’évaporation. Quand il n’y a pas d’évaporation, aucune rotation n’apparait au niveau du sol.

Ce qui nous emmène à la formation d’une tornade.

Schématisation :

Expérimentations sur le sujet traité :

-Expérience 1 :

. Protocole : montrer que la vitesse est due à la formation en entonnoir.

. Observation ; la rotation de l’eau forme un creux (un vide) au centre de la bouteille. Ainsi, le passage de l’eau se fait sans formation de bulles d’air: l’air monte dans la bouteille du haut en passant par ce tunnel au centre des bouteilles.

. Interprétation ; l’eau descend en tournant de plus en plus rapidement. Sa vitesse de rotation est maximale là où le diamètre de la bouteille est le plus petit, c’est-à-dire au passage des goulots.

-Expérience 2 :

. Protocole ; met en évidence le tourbillon de masses d’air chaudes. Elle permet de recréer à petite échelle le tourbillon que l’on peut observer lors du passage d’une tornade.

. Observation ; l’air chaud est fourni par le cristallisoir d’eau bouillante qui dégage  de la vapeur, marqueur essentiel pour observer les mouvements de l’air. L’air froid entre par le haut et rencontre donc l’air chaud ascendant. Les fentes sur le côté permettent d’initier le mouvement de rotation des masses d’air pour favoriser la formation de la tornade.

. Interprétation ; le vide permet a l’air de monter. La vitesse de la rotation de l’eau varie en fonction du diamètre de la bouteille : au passage du goulot, la vitesse est poussee a son maximum.

Hypothèse :

Les tornades sont de plus en plus violentes et fréquentes au cours du temps.

Nous allons illustrer cette hypothèse par des exemples :

Tout d’abord, la tornade la plus sévère rapportée dans l’histoire s’est produite lors du « Tri-State Tornado » ( c’est-à-dire  que sa trajectoire passe par le Missouri, l’Illinois, et l’Indiana  donc cela fait 325 km au compteur !). Elle s’est déclenchée le 8 mars 1925. La force de ses vents est de 117 km/h (=c’est-à-dire une tornade de force F5). Elle a eu une durée de vie de 3 heures et demi. Ce tourbillon venteux a tué 695 personnes ! Autant dire qu’elle est la plus meurtrière aux États-Unis ;

Causant 1300 décès, une tornade de force 5 (à l’échelle Fujita) a pris naissance et fin au Bangladesh le 26 avril 1989. Elle est la plus meurtrière de son temps ;

Du 3 au 4 avril 1974, 148 tornades individuelles se sont formées lors du « Super Outbreak » (= record du nombre de tornades en 24 heures). Leur durée de vie était de 18 heures et leur force de vent de  allant de 4 à 5. Celles-ci ont été localisées dans le Midwest américain et également à l’extrême Sud de l’Ontario au  Canada ;

Moore, banlieue de Oklahoma City, fût frappée par une tornade de force 5 sur l’échelle Fujita le 3 mai 1999. Grâce à la prévention d’un radar météorologique, les vents furent détectés avant leur apparition (ceux-ci étaient de 484 km/h à 32 métres du sol = c’est un record !) ;

A Great Bend, dans le Kansas, le 15 novembre 1915, une tornade détenait le record de projection de débris : à 491 km de la ville atteinte par le « phenomène », un débris à été retrouvé (un chéque de banque).