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Introduction générale à la
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Généralement les nuages deviennent suffisamment épais et denses pour donner des précipitations (pluie ou neige) libérant ainsi une eau devenue excédentaire (eau soustraite par le soleil aux océans des tropiques et de l'équateur et restituée à des milliers de kilomètres plus loin : v. schéma 4) (4 - Système nuageux principal associé à une perturbation et s'enroulant autour d'une dépression.) |
Il faut encore retenir que les perturbations se développent à l'intérieur des grands courants atmosphériques et que ceux-ci les transportent, par conséquent.
C'est ainsi que les perturbations formées sur l'Atlantique parviennent, dans la plupart des cas, sur l'Europe portées par le flux d'ouest des latitudes moyennes.
Leur passage se manifeste par des précipitations plus ou moins longues et intenses, mais aussi par des changements de température parfois brutaux (suite au défilement des "poussées chaudes" du sud, et des "descentes froides" du nord). En montagne, tous ces paramètres ou "individus at-mosphériques" ont un comportement spécifique.
Un pic montagneux isolé n'a pas grande influence sur le vent en général. Par contre, les chaînes puissantes comme les Alpes, la cordillère des Andes, les Rocheuses, l'Himalaya etc... représentent des obstacles qui modifient profondément l'écoulement des masses d'air.
Pour bien comprendre cela, il est commode d'assimiler l'air à une nappe liquide en mouvement sur un fond tourmenté, représentant le relief terrestre.
On imagine facilement le fluide des couches inférieures gêné dans sa progression par l'obstacle, obligé d'une part de le contourner à ses extrémités, d'autre part de le surmonter en créant un re-mous dans les couches supérieures.
Et si la section d'écoulement se rétrécit, la vitesse s'accélère. Il est bien vrai qu'au voisinage des crêtes le vent est notablement plus fort qu'au-dessus de la plaine, notamment au passage des cols. Le remous se répercute facilement à des hauteurs atteignant quatre à cinq fois celle des chaînes, ainsi qu'à plusieurs dizaines de kilomètres en aval des crêtes.
A l'intérieur même des régions montagneuses, chaque vallée canalise une partie du volume d'air en mouvement. Plus le réseau des vallées est compliqué, plus il offre de chicanes et plus la ventilation interne est réduite. C'est surtout le cas en hiver, car un phénomène thermique permet, en saison chaude, la pénétration de l'air des plaines jusqu'au coeur des chaînes de montagne : c'est la brise.
Si la pression commande le vent, ce dernier, contrarié par un obstacle, provoque des modifications de la pression. Ainsi, devant une chaîne de montagnes, l'air s'accumule quelque peu, créant une surpression locale. Derrière, au contraire, il existe un déficit (parce qu'une partie du fluide qui devrait normalement s'y trouver s'évacue par les extrémités et manque donc dans le sillage du relief).
Par régime de nord-ouest, surpression au vent des Alpes, dépression du golfe de Gènes, "sous le vent".
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Par régime de nord-ouest à nord, s'organise la dépression du golfe de Gênes et de la plaine du Po, tandis que le flux se divise : une partie vers la Bavière, l'autre vers la Méditerranée par la vallée du Rhône (le mistral). |
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Derrière les Pyrénées, par vent de sud, se forme un couloir dépressionnaire qui appelle l'air méditerranéen : l'Autan . |
Les différences de température selon l'altitude et l'orientation des pentes sont à l'origine de vents locaux propres à la montagne. Pendant la nuit, lorsque le ciel est dégagé, le sol (végétation, neige, roc...) perd de la chaleur.
L'air au voisinage de cette surface froide se refroidit par contact, s'alourdit et coule, vers les pentes inférieures, les vallées, puis la plaine : c'est la "brise de pente". Peu rapide, elle n'est guère perçue que par les instruments sensibles. Elle existe en toute saison (voir schéma 7). Selon le même processus thermique, un courant d'air froid descend des glaciers, même pendant la journée : c'est ce qu'on appelle le "vent des glaciers".
La "brise de vallée" s'établit d'aval en amont. Sur les versants ensoleillés, l'air réchauffé s'allège et s'organise en ascendances qui "aspirent" en quelque sorte celui des couches inférieures. Cette circulation, presque inexistante en saison froide, devient très efficace au printemps et surtout en été. Le vent d'aval atteint facilement 20 km/h, l'après - midi . Il contribue à tempérer le climat montagnard. (voir schéma 8).
Suivant leur altitude, les nuages adoptent une configuration différente.
Savoir lire les nuages.
Qu'il s'agisse du simple randonneur, du navigateur, de l'alpiniste ou du pilote d'avion, savoir lire les nuages revient à posséder l'une des clés de la prévision météo. Cette illustration est d'ailleurs empruntée au Livre de bord-Bloc Marine.
Tous les nuages, associés ou non à des perturbations, qui voyagent dans le ciel des plaines, se retrouvent sur les reliefs. D'autres, cependant, sont spécifiques à la montagne, ou du moins les pro-cessus physiques à l'origine de leur formation.
En rencontrant les pentes, l'air est forcé de s'élever. Ce mouvement s'accompagne d'un refroidis-sement parce que la pression diminuant, l'air se détend. Le froid ainsi créé peut conduire, quand l'humidité est suffisante, à la formation de nuages ou bien à l'épaississement de ceux qui existaient déjà. Si le nuage devient épais - à cause d'une ascendance puissante, par exemple - il condense en pluie ou en neige. Ainsi le soulèvement de l'air sur les versants exposés "au vent" est fréquemment une cause d'aggravation locale du temps.
Par journée ensoleillée, d'autres ascendances s'organisent, thermiques celles-ci. Les brises de pente transportent en altitude l'humidité des plaines et des vallées. Selon la quantité de vapeur d'eau portée par ces brises, la plus ou moins grande sécheresse des couches moyennes et supérieures - c'est-à-dire de 3 000 à 7 000 mètres -, leur structure, stable ou instable, ou bien il ne se passe rien, et le ciel reste clair, ou bien se forment des "cumulus", amas nuageux blancs insignifiants ou puissants dont la surface supérieure moutonnée traduit les bouillonnements internes, ou bien encore, en été essentiellement, jaillissent de gigantesques et inquié-tantes tours, coiffées de leurs "enclumes" : les "cumulo-nimbus", porteurs de toute la violence de la nature en colère.
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A l'opposé, quand l'atmosphère se stratifie en couches stables, des nappes de nuages s'étalent sur des milliers, voire des millions de kilomètres carrés. Les inversions de tem-pérature (voir schéma 9), ca-ractéristiques d'automne et d'hiver, sont souvent à l'ori-gine de telles configu-rations : des brouillards, du "stratus" ou du "stratocumulus", formés dans l'épaisseur de la couche froide ou à son sommet, restent prisonniers de cette structure qui interdit tout brassage vertical, donc toute évolution, et peut persister des semaines durant. Alors les versants et les sommets émergent de la "mer de nuages" dans une atmosphère limpide et douce. |
Parfois, lorsqu'un grand vent souffle en altitude, certains pics isolés (Cervin, Aiguille Verte et Drus) "fument". Un panache de nuage s'accroche "sous le vent", créé par les remous d'air dans le sillage de la cime.
A l'approche d'une perturbation, ce sont les monts massifs aux formes arrondies, qui se signalent par la présence, au-dessus ou à leur sommet, de nuages en capuchons, en soucoupes renversées ("l'Ane" pour le Mont-Blanc). Plusieurs nuages semblables peuvent aussi se superposer ( les "piles d'assiettes"), témoins d'une stratification particulière de l'atmosphère (stable et feuilletée en tranches d'humidité différente.)
D'une manière plus générale , l'air soulevé par un massif cherche, la crête passée, à revenir à son niveau initial. Mais comme l'atmosphère, en état stable, est un fluide élastique, il se formera, sur des dizaines de kilomètres derrière le sommet, des mouvements ondulatoires. Les plages d'ascendance se concrétisent par des nuages en forme de lentille ("alto-cumulus" lenticulaires) séparés par des intervalles de ciel clair, ou peu nuageux (mouvement descendants ; v. schéma 10 ci-après)
La formation de la pluie est un processus complexe. Dans la grande majorité des cas, c'est la neige qui apparaît d'abord dans les nuages où il fait suffisamment froid (au-dessus de -7°C). Les flocons, lorsqu'ils sont assez lourds, tombent. S'ils traversent, dans leur chute, des couches d'air de plus en plus chaudes, ils finissent par fondre et arrivent au sol en pluie. Si, au contraire, la température reste assez basse (inférieure à 0°C, ou voisine) les flocons touchent le sol.
En été, la neige ne tombe qu'en altitude, sur les reliefs tempérés. En hiver, par contre, il fait souvent assez froid - surtout dans les vallées internes qui retiennent bien l'air froid - pour que la neige descende à I 000m, ou même jusqu'en plaine.
Le cas de figure illustré ci-dessus, effet de foehn, est typique des reliefs situés en travers de la route des dépressions at-lantiques. Quand l'air froid et humide arrive contre la montagne, II doit s'élever pour franchir l'obstacle. Quand il s'élève, sa pression diminue, il se "détend". Cette détente provoque la condensation de gouttelettes d'eau: il pleut au flanc de la montagne. Au contraire, quand l'air arrive de l'autre côté, il a perdu une partie de son humidité : il est plus chaud, plus sec.
Il faut distinguer entre la température de l'air et celle du sol.
Avec l'altitude, la température de l'air décroît, en règle générale, dans la troposphère (environ les dix premiers kilomètres de l'atmosphère, aux latitudes tempérées) : grosso modo, la diminution est de 1°C pour 150m ou 6°C tous les 1 000m. En fait, cette variation est applicable à "l'atmosphère libre", c'est-à-dire à l'écart de l'influence parasite du sol.
En effet, la température du sol (roc, neige, couverture végétale...) évolue en grande partie indé-pendamment de celle de l'air. Le sol se réchauffe en captant le rayonnement solaire, tandis que l'air y est très peu sensible. De nuit, le sol perd la chaleur accumulée en rayonnant vers l'espace. D'innombrables conditions particulières interviennent : l'orientation du sol par rapport aux rayons de soleil, sa nature, sa couleur (la neige, par exemple, réfléchit presque intégralement le rayonne-ment incident), l'humidité de l'air, sa densité (la raréfaction de l'air aux altitudes élevées favorise les grandes amplitudes de température : le rayonnement solaire est particulièrement efficace puisque l'atmosphère n'oppose qu'un faible écran ; par contre, en sens inverse, la perte de chaleur nocturne est facilitée), la présence ou non de nuages (une couverture nuageuse empêche le refroi-dissement du sol, mais laisse passer, du moins quand elle n'est pas trop épaisse, une partie de l'énergie solaire : c'est l'effet de serre), le vent (la ventilation homogénéise les températures), Un écart de 10°C entre la température à 1,50m du sol et la température de la surface de la neige est courant, au petit matin, par beau temps calme. La température de surface d'une roche ensoleillée peut être notablement supérieure à celle de l'air environnant.
Il existe évidemment une interaction entre le sol et l'air. C'est surtout le sol qui, en particulier par temps calme et sec, influence la température de l'air proche (voir "les brises").
La diminution de température avec l'altitude se manifeste par l'étagement des espèces végétales et, plus haut, par la présence de neiges éternelles. Quelle image illustre mieux ces contrastes que celle, bien connue, du Kilimandjaro enneigé, jaillissant de la savane africaine surchauffée?
Il est pourtant des cas - nombreux - l'hiver par beau temps où la décroissance n'est pas la règle. En effet, l'air froid, parce qu'il est lourd, s'accumule dans les fonds de vallée. Sur les versants au contraire, sitôt formé il ruisselle vers le bas, Dans de telles conditions, il peut faire bien plus froid en vallée, et même en plaine qu'en moyenne montagne. C'est "l'inversion de température". La nappe froide inférieure est souvent de l'ordre de 800 à 1200m d'épaisseur. Il peut, par exemple faire - 5°C en plaine, -10°C à 1000m, en fond de vallée enneigée, et 8°C à 2000 m.
Structure extrêmement stable, l'inversion de température se manifeste par une stratification très contrastée de l'atmosphère inférieure. Dans la couche froide, l'air est humide (brouillard ou nuages bas), au-dessus l'air est sec (excellente visibilité).
Dans certaines circonstances, la structure de l'atmosphère est plus complexe, une couche chaude s'immisçant entre l'air froid supérieur et celui prisonnier des vallées. Il se forme alors une pluie qui tombe sur un sol froid et donne du verglas, pellicule de glace qui recouvre tout. Pendant quelques heures, les routes et chemins deviennent extrêmement dangereux pour toute circulation.
Le foehn est le vent qui souffle dans les vallées alpines quand, en altitude, le courant du sud est fort. Il s'accompagne de phénomènes caractéristiques qui ne sont pas propres au vent du sud mais plus accusés avec lui. C'est pourquoi le météorologiste, généralisant, évoque "l'effet de foehn" quand un courant atmosphérique, quelle que soit sa direction, prend une chaîne de montagnes par le travers.
"Au vent" (voir "les nuages"), l'air soulevé se refroidit et condense sa vapeur d'eau - quand il en contient assez - en nuages puis, plus haut, en précipitations. Ce faisant, l'air perd de l'eau. Quand il arrive au sommet, il n'est donc pas identique à celui qui s'élançait à l'assaut du versant. Aussi, à peu de distance de la crête, "sous Le vent", le nuage se dissipe. En effet, à l'inverse de ce qui se passe dans les ascendances, un air descendant se réchauffe et s'assèche. Lorsqu'il y a précipitation, une dissymétrie caractérise le comportement de l'atmosphère de part et d'autre de la montagne:
Ce contraste entre les versants est la règle là où les courants dominants sont assez humides (car s'il n'y a pas précipitation le résultat est différent : symétrie généralement).
Les exemples ne manquent pas dans nos massifs européens: le nord des Alpes est verdoyant et frais, le sud est sec et chaud même répartition dans les Pyrénées, les forêts de Lorraine et des Vosges occidentales, le vignoble alsacien, etc (voir schéma 10).
La genèse des perturbations est indépendante du relief; mais par la suite, leur comportement est toutefois fort affecté par la présence de la montagne, surtout si la masse de celle-ci est importante.
Au vent, les perturbations s'activent ou se réactivent (un système nuageux ne précipitant pas en plaine peut apporter neige et pluie en montagne). Sous le vent, elles se disloquent ou s'effacent, quitte à se reformer, parfois, quelques dizaines de kilomètres au-delà de la ligne de crête.
Pour peu qu'une situation perturbée se maintienne plusieurs heures, voire plusieurs jours, qu'une mer chaude alimente l'atmosphère en vapeur d'eau, des quantités de pluie ou de neige énormes peuvent s'accumuler sur un versant tandis que l'autre ne reçoit presque rien et la plaine beaucoup moins(il en est ainsi des Cévennes et du sud des Alpes par vent de sud, des Alpes italiennes par vent de sud-est ou d'est, du Népal que la mousson de l'océan indien arrose copieusement tandis que le Tibet connaît la sécheresse.)
Au contact de l'air chaud et de l'air froid se forme une empoignade (1 et 2) et bientôt apparaît un tourbillon (3 et 4), qui finit par tourner sur lui-même (5), tandis qu'un nouveau front se forme (6).
Il existe deux grandes catégories d'orages : ceux qui accompagnent des perturbations de plus ou moins grande étendue, ceux qui se développent localement dans une masse d'air devenue instable. L'orage est un événement essentiellement estival que les alpinistes, en particulier, redoutent beaucoup car il s'accompagne de phénomènes violents, soudains, imprévisibles, notamment la foudre.
C'est celui qui éclate très localement en fin d'après midi ou le soir des chaudes journées d'été. Cet orage traduit une détérioration sensible de la stabilité des couches d'air par excès de chaleur à la base mais non une aggravation irrémédiable. Avec le retour de la fraîcheur nocturne, ce type d'orage se résorbe.
Si le conditions générales restent les mêmes, il peut d'ailleurs se répéter le lendemain, pas forcément au même endroit. Et ainsi de suite pendant une période de chaleur.
L'orage isolé trouve sur le relief des conditions qui lui permettent de s'y développer bien plus aisément qu'en plaine. Les mouvements ascendants, facilités par les versants, une humidité souvent plus forte (forêts, rivières, fonte des neiges) contribuent à déclencher l'orage en montagne. Celui-ci est, en général, de courte durée. Il éclate plutôt en fin d'après-midi et s'éteint en soirée.
Ainsi, un orage de faibles dimensions, environ 4 km de rayon, et qui donne de faibles quantités d'eau, environ 10mm, dégage une énergie pendant la condensation d'eau à l'intérieur du nuage correspondant à une puissance équivalente à celle de dix bombes atomiques du type Hiroshima.
Vaste plage d'air humide, chaud et instable, qui recouvre de vastes territoires, et même la France entière parfois. A l'intérieur de cette zone, à n'importe quelle heure du jour et même de la nuit (mais quand même de préférence l'après midi et le soir) se déclenchent de multiples orages. Ces orages sont souvent annoncés par de nombreux nuages aux formes tourmentées, et notamment vers 4000m d'altitude.
Le plus dangereux de tous car, surtout en été, il peut être à la fois soudain, violent (rafales, fortes averses...) généralisé et accompagné d'un refroidissement intense. Il est la conséquence de l'irruption d'une masse d'air froid qui repousse brutalement l'air chaud préexistant.
La montagne a son propre climat, quel que soit l'endroit du monde où elle se trouve. C'est la conséquence directe de l'altitude : la présence de la montagne au niveau où s'activent les masses d'air de température et de densité différentes provoque des dérèglements de la situation météo gé-nérale. De manière schématique, on peut dire que la montagne augmente les consé-quences sur la température, les précipitations, le vent... de la situation météorolo-gique sur la région concernée. Ce phénomène est responsable des contrastes saisissants qui surprennent le montagnard débutant ou mal informé. Par exemple, il suffit d'un nuage ou d'un vent qui se lève pour changer instantanément une température brûlante en froid glacial.
Nous résumons ci-dessous les caractéristiques essentielles du climat montagnard, avant d'en étudier plus précisément le fonctionnement météorologique:
Pas question d'apprendre ici à prédire le temps : le système d'information météo est suffisamment sophistiqué pour cela. Mais il faut tout de même connaître les principes généraux de la météorologie et ses particularités montagnardes, de façon à être capable de comprendre effectivement les informations contenues dans les bulletins officiels, d'apprécier la différence observée entre les prévisions officielles et la réalité, puis, une fois isolé en montagne, de déceler une évolution rapide du temps.
C'est la clé de la compréhension de la météo. A partir d'une situation générale observée par des satellites, des stations météo, et le temps effectivement observé dépend de paramètres subtils. La prévision météo a ses limites et les prévisionnistes font ce qu'ils peuvent. Il faut toujours leur faire confiance à priori ; mais ce n'est qu'en connaissant les diverses formes possibles d'un "type de temps" qu'on peut effectivement déterminer à quoi s'en tenir.
Schématiquement, l'été, l'anticyclone des Açores s'installe sur la France. On a alors un ciel bleu, et un air sec apporté par un vent du secteur nord à est. Cet anticyclone lutte contre la pénétration des dépressions - on dit aussi perturbations - sur le continent. des principales dépressions sont les perturbations atlantiques , qui arrivent de l'Océan et touchent l'Europe au niveau de l'Angleterre ou de la Bretagne, voire du golfe de Gascogne. Elles traversent ensuite la France avant de se combler au milieu de l'Europe. D'autres dépressions peuvent concerner aussi nos massifs montagneux: celles qui se creusent dans le golfe de Gênes conditionnent la météo alpine, et celles qui se développent à partir des îles Baléares ou dans le golfe du Lion touchent les Pyrénées. Les dépressions se caractérisent par un vent de secteur sud doux et chargé d'humidité. Elles se déplacent plus ou moins vite, déclenchant un vent plus ou moins fort.
Les différentes masses d'air qui conditionnent le temps en Atlantique et sur l'Europe.
Ciel bleu, soleil, forte chaleur... Mais le beau temps en montagne n'a pas que des conséquences heureuses. La chaleur est même responsable de phénomènes dangereux, ainsi :
La notion "d'altitude de l'isotherme zéro degré", ou, plus précisément encore, "d'altitude du niveau de gel" constitue un très bon indicateur. Il s'agit de l'altitude à laquelle, la nuit, la température est assez basse pour que la neige gèle. Ce n'est pas forcément celle à laquelle il fait 0 oC, comme on le pense souvent.
En réalité, la force du vent, le degré d'humidité de l'air, la quantité de nuages dans le ciel, voire la topographie des lieux conditionnent complètement la qualité du regel nocturne, qui varie donc beaucoup selon les lieux. On peut cependant prendre comme point de repère que, lorsque, par beau temps, l'isotherme zéro arrive au-delà de 3 500 mètres (il arrive qu'il dépasse les 4 000 mètres!), les conditions de neige sont défavorables.
Le vent de secteur sud à ouest, plus ou moins fort, apporte des nuages et, au fur et à mesure qu'on prend de l'altitude, des précipitations variables: pluie, grêle, neige. L'arrivée d'une perturbation sur le massif montagneux provoque soit une instabilité orageuse, soit du mauvais temps caractérisé.
Elle est due à la présence d'une dépression faible qui s'est presque comblée au moment où elle arrive, mais qui, au contact de l'air chaud du beau temps, reprend de la vigueur et explose en un ou plusieurs orages. Cette situation peut durer plusieurs jours: on parle alors de "temps pourri".
L'arrivée d'une perturbation active au contact du relief provoque des précipitations et du vent, aggravés avec l'altitude. Avec, pour conséquence directe, le froid et l'orage. On sait que, plus on gagne en altitude, plus l'air est froid et moins il est capable de retenir l'humidité
Ainsi, là où, en moyenne montagne, il fait encore clair, on trouve, au fur et à mesure qu'on monte, la brume, la pluie, la grêle et, enfin, la neige. Et qui dit neige fraîche et abondante dit très vite risques avalancheux, tandis que les traces sont effacées et les formes rocheuses plâtrées : les conditions deviennent hivernales. Dans le même temps, les précipitations provoquent une baisse importante de la température.
Pour l'alpiniste pris par le mauvais temps en altitude, cela signifie un épuisement physique accéléré, d'autant plus que la progression devient difficile, si ce n'est impossible. Quant au vent, non seulement il peut interdire toute progression, mais il accentue de manière affolante les effets du froid sur le corps.
Fédération Française de la Montagne et de l'Escalade
© FFME 06/00
DHt - 13/10/00
