Trombe marine

Une trombe marine est le même phénomène qu'une tornade mais se produisant sur l'eau. Il s'agit donc d'une colonne d'air en rotation prenant la forme d'un entonnoir nuageux, aussi appelé tuba, se développant entre la surface d'un plan d'eau (mer, lac, etc.) et un nuage en altitude. Les trombes se développent grâce à l'instabilité de l'air et au cisaillement des vents au-dessus de leur lieu de formation. Elles se forment aussi bien sous les cumulus que sous les cumulonimbus[3].

Il en existe deux types : trombes d'air froid et tornadiques. La première se forme comme un tourbillon de poussière à la surface du plan d'eau en débutant comme un « buisson » de gouttelettes d’embruns et le tuba s'élève ensuite vers les nuages[2]^,[4]. La seconde se forme à partir d'une rotation dans la base d'un nuage et le tuba ensuite descend vers la surface.

Une trombe est ordinairement moins puissante que la tornade mais si elle parvient à toucher terre et à y survivre, elle en prendra le nom. La vitesse des vents associés peut dépasser les 100 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[2]. Le record mondial connu de « familles » de trombes est de douze sur le lac Huron, alignées sous un couvert nuageux, dans les années 1980[2].

Dans le cas des trombes tornadiques, la prévision se fait en estimant l'énergie de convection disponible et le cisaillement des vents dans les bas niveaux de la troposphère.

Pour les autres trombes marines, il existe différentes méthodes pour estimer le potentiel de développement. L'une de celles-ci a été développée par un météorologue canadien du nom de Wade Szilagyi. Il a répertorié un grand nombre d'événements et les a classé selon la hauteur du sommet des nuages associés à la trombe par rapport à la différence de température entre la surface de l'eau et la pression de 850 hPa (environ 1 500 m d'altitude). La répartition des trombes dans le graphique montra que l'on pouvait diviser le graphique en secteurs de potentiel.

L'indice de trombe marine (SWI) qui en résulta va de -10 à +10. Grosso-modo, une valeur de -10 se retrouve dans le coin inférieur gauche du graphique, là où la différence de température et la hauteur des sommets des nuages est faible. Les valeurs de SWI augmentent en se dirigeant vers le coin supérieur droit. Les valeurs négatives représentent des conditions défavorables. Plus la valeur positive est grande, plus le potentiel est élevé[10]

Deux trombes marines hivernales vues sur le lac Champlain dans l'État de New York le 15 janvier 2009

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[11]. 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 engendrée 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[12]. Malgré tout, il y a eu très peu de signalements de trombes hivernales se formant dans ces conditions, probablement 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[11]^,[12].

Trombe marine vue depuis un avion.

La vaste majorité des trombes marines sont de type d'air froid et se rencontrent dans les Tropiques mais un certain nombre se produisent dans les latitudes plus élevées. Elles sont assez courantes entre autres le long de la côte européenne, des îles Britanniques, des mers Méditerranée et Baltique[13]. Elles sont particulièrement fréquentes au large des côtes de la Floride et de ses Keys[1]. Les trombes peuvent se développer autant sur les eaux salées que les lacs et rivières d'eau douce puisque l'instabilité atmosphérique et les vents sont les seuls critères en cause. Ainsi, on rapporte régulièrement des trombes marines sur les Grands Lacs d'Amérique du Nord[13]. En général, elles vont se produire à l'intérieur de 100 kilomètres des côtes.

On relève environ 160 trombes marines par année en Europe, les Pays-Bas en signalant le plus grand nombre avec 60. Viennent ensuite l'Espagne avec 30 (en majorité dans la région de Barcelone), l'Italie avec 25, et la Grande-Bretagne avec 15. Dans l'hémisphère nord, quelques études climatologiques ont montré une prépondérance de la formation des trombes d'air froid à l'automne, en particulier en septembre, alors que des incursions d'air froid passe sur les eaux au maximum de leur réchauffement[8]. Cependant, les trombes tornadiques, moins fréquentes, auront un pic d'activité estival, alors que les conditions sont plus favorables aux orages supercellulaires, ainsi que durant la saison des cyclones tropicaux auxquels elles sont souvent associées.

La variation de pression et du vent local associé avec les trombes marines peuvent causer un danger aux embarcations et aux coraux, cela est particulièrement vrai des trombes tornadiques[2]^,[4]. Les trombes en air froid se dissipent généralement rapidement en touchant terre car elles perdent leur source de chaleur[2].

Les trombes tornadiques peuvent persister car les éléments qui les génèrent se retrouvent dans la masse d'air, elles peuvent donc causer des dégâts importants sur terre[4]. Les incidents de trombes marines ayant causé des dommages sérieux sont assez rares, mais quelques-uns sont assez célèbres. En 1555, la tornade du Grand Port de Malte est l'une des plus anciennes confirmations d'une trombe destructrice. Elle a coulé quatre galères de guerre, de nombreux navires et fait plusieurs centaines de morts[14]^,[15]. En 1851, deux trombes marines tornadiques frappent l'ouest de la Sicile, dévastant la côte. Le 1^er juin 2015, une trombe marime sur le fleuve Yangtze chavire l’Étoile de l'Orient durant la nuit et fait 442 morts[16].

À cause de la pression plus faible à l'intérieur des trombes marines, elles agissent comme un aspirateur. Elles emportent dans l'air et les nuages des aérosols riches en plancton, bactéries marines et virus. Elles interviennent ainsi dans la bioturbation[17]. Les plus puissantes peuvent même soulever de petits poissons ou des batraciens.