Trombe marine - Définition
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Introduction
Une trombe marine est une colonne d'air mélangé d'eau en rotation, formant un entonnoir nuageux, sous un nuage convectif au-dessus d'une étendue d'eau. Ces phénomènes de micro-échelle se forment lorsque les conditions sont très instables alors que de l'air froid passe au-dessus d'eaux chaudes. Généralement moins intenses qu'une tornade, elles se dissipent une fois sur la terre. Il en existe deux types : les trombes d'air froid et les trombes tornadiques.
Description
Le premier stade consiste en une colonne d'embruns en rotation, près de la surface de l'eau, pouvant ou non être accompagnée d'un entonnoir nuageux s'étendant vers le bas à partir d'un nuage de type cumulus, cumulus bourgeonnant ou cumulonimbus. L'entonnoir s'allonge vers l'eau lorsque la trombe marine se renforce. Elle atteint sa maturité quand l'entonnoir touche la surface de l'eau. La vitesse des vents associés peut dépasser 95 km/h. Se produisant pendant la journée, elles peuvent former des groupes de deux ou plus, durer jusqu'à 20 minutes et avoir des diamètres d'une vingtaine de mètres. Elles se déplacent généralement à une vitesse de l'ordre de 15 à 25 km/h.
Trombes hivernales ou de neige
Un cas particulier de trombe marine en air froid est celui des trombes de neige. Ces trombes très rares et peu documentées se produisent lors d'une situation propice aux bourrasques de neige en aval de plans d'eau en hiver. Lorsque de l'air arctique ayant des températures bien sous le point de congélation passe au-dessus d'un lac ou de la mer sans glace, la différence de température provoque une forte convection. L'atmosphère devenant rapidement isotherme ensuite, à cause du niveau très bas de la tropopause, le sommet des nuages ne dépasse pas celui de gros cumulus.
Cependant les mouvements verticaux sous ces nuages sont très intenses et la moindre rotation de l'air deviendra un tourbillon important. Si les vents sont relativement légers et de direction constante près du courant ascendant, une rotation peut être engendré lors de la rencontre d'un point de convergence avec un vent contraire sur le plan d'eau, comme dans le cas des trombes marines classiques. Malgré tout, il y a eu très peu de signalements de trombes hivernales se formant dans ces conditions, probalement parce que le cisaillement vertical des vents est en général important en hiver, ce qui empêche la formation d'une rotation ayant une épaisseur suffisante en changeant la configuration des vents lorsque l'on s'élève.
Types
Trombes d'air froid
Le type de trombes marines le plus courant est celui dit « d'air froid ». Ces trombes se forment quand de l'air frais se déplace au-dessus d'eaux relativement plus chaudes. La couche d'air doux juste au-dessus de la surface de l'eau étant moins dense que l'air froid qui s'amène, il devient en équilibre instable et subit une poussée d'Archimède vers le haut. L'humidité qu'il contient se condense en altitude pour former des nuages convectifs qui peuvent aller du simple cumulus jusqu'au cumulonimbus et sous lesquels on retrouve des courants ascendants.
Contrairement aux tornades, ces trombes marines ne sont cependant pas créées par la concentration d'un mésocyclone dans le nuage mais prennent naissance d'un tourbillon existant dans la couche sous celui-ci. Ces tourbillons de faible intensité se forment dans une région où les vents ne subissent pas une variation de direction et de vitesse importante selon la verticale mais selon l'axe horizontal. Ainsi, la rencontre de brises de mer ou de terre de différentes directions, la canalisation du vent par la côte ou le front de rafale venant d'orages peut initier une zone de convergence locale des vents à la surface de l'eau. Lorsque cela se produit, il y création d'une faible rotation verticale au point de rencontre et cette rotation peut être étirée par le passage du courant ascendant d'un nuage convectif en développement. Ceci donne une rotation intense à très fine échelle appelée miso-échelle (2 km ou moins) sous le nuage, le tout se passant généralement en l'absence de forçage dynamique : pas de front, de courant-jet, etc.
Ces trombes marines mettent en jeu des vents moins rapides que leurs homologues terrestres et apparaissent habituellement au printemps ainsi qu'en automne, lorsque le contraste entre l'air et l'eau est le plus grand. Des chercheurs ont photographié des trombes d'eau et effectué des mesures dans le cœur de celles-ci à l'aide d'instruments embarqués dans des avions. On ne sait cependant pas clairement si les résultats obtenus sur ces trombes sont transposables aux tornades, et en particulier à celles qui sont fortes et violentes. Le courant dans les niveaux inférieurs de la trombe d'eau peut, par exemple, différer de celui d'une tornade parce qu'un vortex sur l'océan, circulant sur une surface lisse, est donc soumis à des frottements plus faibles.
Trombes tornadiques
Ce type de trombes est essentiellement identique aux tornades terrestres et se produisent sous des orages supercellulaires. Ainsi un cisaillement vertical des vents est transformé en un rotation verticale par le très fort courant ascendant sous ce type de nuage. Elles peuvent atteindre une très forte intensité et poser un important danger à la navigation, à l'aviation et aux personnes dans le secteur. Comme elles sont associées à une forte dynamique, elle ne se dissiperont pas en entrant dans les terres. Elles faibliront cependant à cause de la friction et de la diminution du nuage originateur qui perdra l'apport thermodynamique que lui procure l'étendue d'eau.
Ce type de trombe marine est assez rare car les conditions nécessaire d'instabilité pour générer des supercellules se retrouve en général sur la terre ferme : fort réchauffement diurne, humidité de surface, air froid et sec en altitude, déclencheur. On les retrouvera donc le plus souvent lors d'épisode très bien organisés d'orages violents associés aux fronts froids très actifs ou aux systèmes convectifs de méso-échelle passant de la terre à la mer.
