Tuto prévisions convectives

En réponse à des questions posées, le prévisionniste Jérôme PETIT avait publié il y a quelques années sur notre forum un tutoriel pour mieux faire comprendre, appréhender et prévoir avec précision les orages dans leur ensemble, ainsi que les phénomènes qui leur sont naturellement associés. Avec son accord nous avons décidé de le publier de façon permanente sur notre site afin d'en faire profiter tous les prévisionnistes convectifs amateurs ou les prévisionnistes généralistes qui souhaiteraient se lancer dans ce type de prévision.
En marge du texte de JP, nous avons également reporté (en italiques) quelques remarques et ajouts pertinents apportés sur le topic.
Bonne lecture !



 

GENERALITES


Avant toute chose, il faut savoir qu'une prévision convective est un travail délicat, difficile et de longue haleine, nécessaire pour prévoir le potentiel orageux que ce soit sur une ou plusieurs zones, sur un département, une région ou même sur tout le pays. Bien qu'une base correcte et suffisamment complète soit déjà un très gros atout dans la prévision généraliste (pour ne pas dire que c'est obligatoire), la prévision convective nécessite un constant perfectionnement dans la compréhension et l'appréhension de la convection dans toute situation-type donnée, sans jamais cesser de se remettre en question et d'apprendre de ses propres erreurs.
S'y mêlent aussi et quoique l'on en dise, nos propres ressentis et situations vécues dans le passé, avec lesquels il faut rester vigilant :  si telle situation a été engendrée dans tel secteur et à tel moment avec tels paramètres, peut-on être certain qu'il en sera de même cette fois-ci avec une synoptique apparemment très similaire mais incluant quelques petites divergences ? Sans oublier aussi la nécessité de bien connaître le climat de sa région, son environnement, sa situation géographique et les secteurs habituellement touchés par certains phénomènes météo qui semblent se répéter tout les ans dans certains types de contextes bien particuliers...

 

  
  
Photo d'illustration - © Thomas Haut



AU COMMENCEMENT


Dans une prévision destinée à prévoir le potentiel orageux à court et très court terme, plusieurs paramètres primordiaux sont à prendre systématiquement en compte. Vous trouverez ci-dessous une liste indicative des principaux indices, notamment liés à la dynamique d'altitude. Bien que non exhaustive et sans notions trop pointues, cette liste fournit déjà de quoi bien évaluer une situation :

- Forçage d'altitude
- Vigueur du courant jet
- Divergence d'altitude : lien très utile : http://www.wetter3.de/animation.html ---> choisir 300 hpa Wind Divergenz --> "+" = divergence d'altitude et "-" = convergence d'altitude. Autre lien : modellzentrale.de (
divergence du flux à 300 hPa, plus la divergence est marquée, plus on évolue vers le rouge)*
- Placement de la ou des zones ciblées en sortie gauche et/ou entrée droite de jet
- Température vers 500 hPa ainsi que vers 850 hPa et au niveau du sol (avec calcul du différentiel sol/500hPa)
- Instabilité disponible (préférentiellement la mucape + indice de soulèvement)
- Présence de CIN (inhibition convective sur les profils)
- Theta E vers 850hPa
- Hélicité (SHR) vers 0-1 et 0-3 km
- Présence éventuel d'un cisaillement en direction
- Cisaillement en vitesse entre 0-6 km
- Vent (vitesse et direction) au niveau du sol et vers 925 hPa (pour situer les zones de convergence des vents)
- Evaluation de l'humidité sur l'ensemble du profil atmosphérique brut modélisé (à l'aide des radiosondages)



* : Voici le modèle (publié sur ce même site), où vous pouvez trouver directement le paramètre "300 hPa divergence" (1er ou 18ème paramètre en partant du bas).
On peut utiliser tout d'abord le paramètre " 1,5 PVU" du site Météociel afin de repérer de manière générale les zones de divergence du flux en altitude (entrées droites/sorties gauches des rapides de jet) ainsi que la vitesse du vent à 1,5 PVU pour pouvoir se faire une idée générale de l'ampleur des cisaillements profonds et du soulèvement synoptique qui intervient en aval de l'anomalie basse de tropopause dynamique. Ces éléments sont en effet liés (la force du jet induisant un contraste thermique important, les ascendances seront d'autant plus fortes à l'avant pour rétablir l'équilibre du vent thermique). Le système compensatoire (ascendances/subsidences) devra être prononcé. Le processus sera inversé dans le contexte d'une perturbation de tropopause peu "enfoncée" .

A partir de la, on peut utiliser Wetter3 pour encore mieux repérer les zones de divergences (et donc les entrées droites et sorties gauches de jet), puis ensuite le site Modellzentrale pour davantage encore de précision sur le positionnement des ces zones de divergence ainsi que leurs vigueurs respectives (plus c'est rouge, plus le flux diverge). Rappelons toutefois qu'il ne s'agit pas des mêmes modèles à chaque fois (GFS pour les deux premiers et WRF pour le troisième).




LE RISQUE DE RAFALES CONVECTIVES DESCENDANTES


Tout à fait logiquement et en règle générale (hors cas spéciaux), on peut considérer que plus les cellules orageuses seront imposantes, vigoureuses et structurées avec une extension verticale très importante, plus le risque de survenue de puissantes rafales descendantes sera marqué. Mais malheureusement, ce n'est pas aussi simple que cela.

La plupart du temps et en situation orageuse avérée, pour prévoir le risque de rafales convectives descendantes il faudra se fixer sur les indices suivants :

- Intrusion d'air sec suffisamment incisive quelque part vers les étages moyens (l'altitude peut varier, mais généralement elle se situe autour des 3 à 5 kms)
- Présence d'une dynamique générale suffisante (cisaillements en vitesse notables et de direction en option)
- Niveau d'équilibre thermique élevé (limite maximale du sommet de la tropopause)
- Instabilité disponible suffisante (plus elle est élevée, plus le risque orageux est élevé)

Et bien sûr savoir appréhender et comprendre tous les types d'orages dans la mesure où certaines structures sont plus aptes à générer ce genre de phénomènes venteux que d'autres.


Sur Lightningwizard.com, ressource fortement conseillée bien qu'anglophone, il est encore plus facile de retrouver les paramètres recherchés comme celui de la prévision des rafales convectives (à ne pas prendre au pied de la lettre bien sûr).

 

LE RISQUE GRELE


Pour prévoir la grêle il suffit d'utiliser de façon basique les paramètres déjà cités au-dessus pour la prévision des rafales convectives descendantes, en y ajoutant simplement l'ISO 0°c. En effet, il semblerait qu'un ISO 0°c compris entre 2800 m et 3500 m d'altitude constitue l'une des tranches utilisées les plus favorables à la survenue d'importantes chutes de grêle. Mais attention, là encore ne pas prendre cet indice au pied de la lettre. L'utiliser plutôt comme un élément supplémentaire à faire peser dans la balance pour affiner sa prévision.
Un autre paramètre, le cold cloud-warm cloud CAPE density increase with height peut aussi être ajouté dans une certaine mesure.

Pour évaluer la taille des grêlons... que dire de plus si ce n'est qu'avec tous ces outils et schémas, il vous revient de bien jauger la situation dans son ensemble en faisant confiance à votre propre logique et sens de déduction. On ne rappellera jamais assez l'importance du jugement humain dans l'interprétation des modèles. Plus les foyers orageux seront prévus intenses avec une très grande certitude jusqu'à un très court terme, plus le risque d'avoir de grosses chutes de grêle avec de gros grêlons sera important. Le risque maximum étant évidemment à prévoir sous supercellule (voir paragraphe suivant), dans le contexte d'un MCC ou d'un MCS (risque plus marqué sous MCC) voire plus rarement sous d'autres structures.

 

LE RISQUE SUPERCELLULAIRE


Pour ce risque particulier les deux indices suivants peuvent être utilisés, à condition  bien entendu qu'ils soient en corrélation directe avec une dégradation orageuse avérée à court ou très court terme. Les débutants l'ignorent souvent mais en effet on peut se trouver en présence de "gros" indices dans le contexte d'une situation non orageuse :

- Probabilité de moteur droit (split(s) avec formation par la suite d'un orage supercellulaire si les conditions sont requises) - Lightingwizard.com
- Probabilité de moteur gauche - Lightingwizard.com

Dans ce type de contexte, il faut toujours prendre en compte la puissance et l'impact des forçages d'altitude car ils joueront un rôle primordial dans la vitesse de l'initiation de la convection, de son émergence et de sa propagation, venant en quelque sorte prêter main forte à une atmosphère qui peut parfois manquer d'instabilité disponible dans certaines situations. Grosso modo, il arrive parfois (en saison estivale) qu'une puissante dynamique venue s'appliquer sur des profils peu instables puisse finalement engendrer quelques brèves mais puissantes cellules orageuses remontant rapidement dans le flux.

Lors de la fameuse dégradation orageuse du 28 mai 2014 il est probable qu'une CIN trop importante (avec un air un peu trop sec) et des forçages trop éloignés aient pu quelque peu entraver la convection à partir du sol malgré une instabilité disponible convenable.
La carte ci-contre pour le 7 juin 2014, commentée par Jérôme Petit, constitue à quelques détails près un bon exemple d'une situation assez similaire permettant de mettre en évidence le problème que peuvent poser des forçages d'altitude trop éloignés. Bien entendu, il est également nécessaire de trouver un équilibre dans tout cela. Une localisation trop proche du bord d'attaque du front froid (ligne rouge) ne sera pas forcément davantage synonyme de risque orageux pour une région donnée (air trop frais et trop humide avec peu d'énergie, le tout vite soufflé par la forte dynamique) que pour une autre région située beaucoup plus à l'Est...

 

 

 

Notons toutefois :
- Le long du front froid (tout en conservant une certaine distance avec son influence directe) : forte probabilité d'orages frontaux plus ou moins intenses et à déplacement rapide dans le flux directeur, suivis par l'invasion d'un air nettement plus frais et humide dans les basses couches.
- Vers 300 à 500 km en amont du front : probabilité d'orages pré-frontaux plus ponctuels mais parfois plus intenses avec de possibles déclenchements supercellulaires si les conditions atmosphériques s’avèrent optimales. Possibilité de récurrence d'orages sur les lignes de convergences ainsi constituées près du sol, avant le passage plus tardif de la dégradation orageuse principale.
- Largement au-delà de 500-600 km : orages locaux, plutôt sur les reliefs grâce à l'effet d'orographie et très isolément dans les plaines ici et là... Généralement peu organisés et plus ou moins actifs (selon la teneur de l'atmosphère en instabilité), ils ont tendance à faire du surplace ou à avancer de façon anarchique avant de se dissiper dès la tombée de la nuit. Mais attention, ils peuvent toutefois être suivis par de nouveaux orages en nocturne à l'approche du front froid.

 

LE RISQUE DE MCC ET MCS


Pour ce risque plus délicat à prévoir, il semblerait qu'il faille :
- une grosse instabilité latente disponible notamment au niveau des couches moyennes
- une dynamique sensible et suffisante (plutôt de gros cisaillements en vitesse avec présence d'un vigoureux jet placé en entrée droite de la zone ciblée) + apport constant d'un air chaud par les basses couches et très humide (gros besoin de vapeur d'eau) au moins au niveau des étages moyens et supérieurs. Un front froid suffisamment massif mais ondulant peut faire l'affaire sans que celui-ci ne balaye toute une région, permettant ainsi aux cellules orageuses d'évoluer favorablement dans le flux directeur tout en se soudant les unes les autres pour former de tels systèmes orageux complexes.

Voici l'exemple d'une situation ayant donné à 24 h d'intervalle un MCS puis un MCC (image ci-contre)
+ un lien utile sur Lightingwisard.com

 

 

 


QUELQUES MOTS POUR TERMINER

Nous espérons que ce tutoriel vous aura plu et qu'il vous sera utile pour votre prochaine prévision convective. Bien entendu, s'adressant à un large public et fruit de l'expérience de Jérôme Petit dans le domaine de la prévision convective, il se veut le plus synthétique et compréhensible possible. Des précisions et ajouts voire des correctifs peuvent toujours y être apportés.
Précisons également, une dernière fois, que les données liées aux indices ne sont pas à prendre au pied de la lettre et nécessitent une analyse circonstanciée.  
Et maintenant il ne nous reste plus qu'à vous souhaiter bonne chance pour vos prochaines prévisions !



Jérôme Petit (+ contributions diverses)

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