Mécanismes de formation des tempêtes
Qu'est ce qu'une tempête ?
En météorologie, une tempête peut être décrite comme une zone étendue de vents violents générés par un système de basses pressions (dépression).
Deux domaines de la météorologie apportent des informations complémentaires : En météorologie marine, une tempête correspond à la force 10 de l'échelle Beaufort. Cette échelle, allant de 0 à 12, permet d'estimer la vitesse moyenne du vent en fonction de l'état de la mer. La force 10, qualifiée de tempête, correspond à des vents moyens de 89 à 117 km/h et des rafales de 110 à 150 km/h. En météorologie tropicale, on appelle « tempête tropicale » une dépression observée au niveau des latitudes tropicales ou subtropicales dont les vents moyens sont compris entre 62 et 117 km/h. Au delà de ces valeurs, la dépression devient « cyclone
tropical ».
Par analogie avec ces définitions spécifiques, les météorologues nomment « tempêtes » les rafales de vent approchant les 100 km/h dans l'intérieur des terres et 120 km/h sur les côtes. Lorsque le vent atteint ces valeurs, la dépression est elle-même qualifiée de tempête. Ce terme désigne à la fois une zone étendue de vents violents et la dépression génératrice.
Comment se forme une tempête ?
Une tempête est générée à partir du creusement d'une dépression, lorsque les conditions suivantes sont réunies :
- un courant-jet très rapide (donc un fort contraste de température),
- soumis à des fluctuations importantes : accélérations, décélérations, changements de direction ;
- une dépression positionnée à gauche du jet.
Qu'est-ce que le courant-jet ?
Le courant-jet (ou jet stream) est un tube de vent très fort situé au sommet de la troposphère, première couche atmosphérique en partant du sol. C'est dans ces dix premiers kilomètres de l'atmosphère que se forment tous les phénomènes météorologiques. L'épaisseur de la troposphère varie suivant la latitude (plus on s'éloigne de l'équateur, plus l'épaisseur diminue) et la saison (la troposphère est plus épaisse en été). Son sommet, appelé tropopause, se situe entre 8 à 12 km d'altitude à nos latitudes.
La présence du courant-jet est liée à un fort contraste de température aux moyennes latitudes avec d'un côté de l'air chaud d'origine tropicale, et de l'autre de l'air froid d'origine polaire. La vitesse du courant-jet est proportionnelle à ce contraste. Ainsi, dans certaines conditions, elle peut atteindre 400 km/h.
Les caractéristiques du courant-jet sont les suivantes :
- altitude : généralement entre 8 et 12 km
- épaisseur : quelques km
- largeur : une centaine de km
- longueur : plusieurs milliers de km
- vitesse : entre 100 et 400 km/h
Le courant-jet joue un rôle majeur dans la formation des dépressions qui circulent à nos latitudes. Les météorologues suivent en permanence ses déformations et la position des dépressions par rapport à ce vent d'altitude.
Le courant-jet : le rail des dépressions
Le déplacement d'une dépression suit de très près la position du courant-jet. Elle est généralement située du côté droit du jet tout en étant peu marquée et assez loin de celui-ci (phase 1). Puis, au fur et à mesure de son évolution, elle se rapproche du jet et se renforce. Lorsqu'elle passe sous le jet et se retrouve du côté gauche, son creusement s'accélère brusquement. La dépression atteint alors son stade de maturité (phase 2). Enfin, en s'éloignant du jet, elle perd de son activité (phase 3).
Les météorologues ont surnommé le courant-jet « rail des dépressions », car il conditionne leur déplacement et leur activité. En moyenne, il est situé en été sur l'Atlantique nord, circulant au nord des îles britanniques, vers l'Islande et la Norvège. En hiver, il est plus rapide et circule plus au sud.
Illustrations : Copyright Météo-France
Lothar (25 et 26 décembre 1999) a balayé le nord du pays avec des rafales souvent supérieures à 140 km/h sur une vaste zone s'étendant de la Bretagne à l'Alsace. Des rafales de 173 km/h ont été enregistrées à Saint-Brieuc et Orly, 169 km/h à Paris et 155 km/h à Nancy. Les vents exceptionnellement forts ont concerné de très nombreuses régions de la moitié nord de la France. De ce point de vue, Lothar est sans nul doute la tempête la plus sévère en France depuis 1980.
Martin (27 et 28 décembre 1999) a circulé nettement plus au sud : les vents forts ont concerné principalement la moitié sud de la France, épargnant toutefois une partie du Sud-Est. Des rafales de 198 km/h et 194 km/h ont été mesurées respectivement à Saint-Denis d'Oléron et à Royan, dépassant ainsi les valeurs maximales observées la veille lors du passage de Lothar. Toutefois, l'étendue géographique de la tempête Martin est restée en deçà de celle de Lothar.
Klaus (24 janvier 2009) a principalement affecté le sud-ouest du pays . Si les surfaces touchées aussi bien par Lothar que Martin ont été plus larges que celles concernées par Klaus, les vents maximum enregistrés ont été aussi violents. Des rafales de 191 km/h ont été mesurées au Cap Béar, 184 km/h à Perpignan et 173 km/h au Cap-Ferret et à Biscarosse. Klaus se distingue aussi par la persistance des vents forts qui ont duré parfois pendant plus de 10 heures.
Xynthia (27 et 28 février 2010) a traversé la France, des régions vendéennes et charentaises à celles du nord-est. La zone touchée par les vents supérieurs à 100 km/h est particulièrement étendue, plus vaste que lors de la tempête Martin. Mais la zone de vents les plus forts est beaucoup plus restreinte. Malgré cela, Xynthia a été extrêmement meurtrière : la tempête a produit des fortes vagues, mais également des élévations importantes du niveau de la mer (surcotes) qui, se produisant au moment de pleine mer avec une marée à forts coefficients, ont occasionné sur le littoral des phénomènes de submersion dont l'impact a été catastrophique.
La tempête du 6 au 8 novembre 1982 de type « méditerranéenne » avec notamment des vents particulièrement forts de secteur sud à sud-est sur le Languedoc, l'ouest de PACA, l'Auvergne, le Limousin et jusqu'en Bourgogne. Cette tempête a été accompagnée de précipitations diluviennes sur les régions exposées du Sud-Est. Elle constitue l'événement majeur depuis 1980 dans cette catégorie de tempêtes dites « méditerranéennes ». 
Pour la force des vents observés en France métropolitaine, la tempête des 15 et 16 octobre 1987 reste toujours la référence. C'est surtout l'ouest et le nord-ouest du pays qui ont été concernés. Sur les côtes bretonnes et normandes, les vents ont été le plus souvent supérieurs à 170 km/h. A Granville (Manche) et à la pointe du Raz (Finistère), les rafales ont même atteint 216 km/h ce qui constitue à ce jour le record en France métropolitaine. 
Malgré des rafales de vent qui n'ont généralement pas atteint la violence de celles observées en 1999, la tempête du 3 février 1990 a été particulièrement meurtrière. Elle s'inscrit dans une période remarquable qui, dans les premières semaines de l'année 1990, a vu se succéder sur la France de nombreux événements tempétueux. 
La tempête du 12 janvier 2004 qui a touché le nord de la France n'a pas occasionné de vents particulièrement forts au niveau du sol. Mais le radiosondage effectué à Brest le 12 janvier à 12 UTC a mesuré vers 12800 mètres un vent de près de 539 km/h ce qui semble être un record en France.