2.3 Les étapes de la formation d'une tornade

♦ Pour commencer nous allons voir la formation d'une masse d'air :

Masse d'air :

Où se forme une masse d'air ?

Elle se forme le plus souvent là ou les circulations sont ralenties et les situations stables. Les régions sources des masses d'air sont donc essentiellement les zones de haute pression persistantes, propices à la stagnation, à savoir :

- les zones de latitude élevée qui donnent naissance à l'air polaire (Sibérie, Canada...) et arctique (océan Arctique) froid et sec.
- la ceinture anticyclonique subtropicale qui engendre l'air tropical, chaud et humide lorsqu'il se forme au dessus des océans (air tropical maritime), chaud et sec lorsqu'il se forme au dessus des régions désertiques (air tropical continental).

Une masse d'air se déplace t'elle?

Une masse d'air se déplace selon les principes de la circulation atmosphérique générale: l'air froid tend à s'écouler vers l'équateur alors que l'air chaud se dirige vers les pôles., d'où la rencontre aux Etat Unis de la masse d'air venant du Canada (froide) et la masse d'air venant du Mexique (chaude).


♦ Maintenant nous allons voir les étapes de la formation d'une tornade :

   ⇒La première étape de la formation d’une tornades est la formation d'un nuage convectif. La formation de ce nuage est possible lorsqu'une masse d'air chaud commence à s'élever. Ce phénomène d'élévation est commun et il est souvent responsable de la formation des cumulus (Les petits nuages blancs des journées d'été). En effet, durant les journées chaudes d'été, le Soleil réchauffe le sol qui  réchauffe à son tour l'air par des courants de convection. Dans le cas où l'air se réchauffe suffisamment, la vapeur d'eau qu'il contient se condense pour former des nuages en altitude. Certains cumulus peuvent continuer à se condenser et donner des averses locales en fin de journée. Quelque fois, le petit cumulus se gonflera de plus en plus et deviendra un cumulonimbus, qui est un nuage d'orages.

     ⇒Dans de tel nuage, l’air se déplace en formant des cellules de convections qui circule verticalement dans le nuage. Les tornades proviennent quelquefois de se genre d’orages isolés, mais le plus fréquemment, elles proviennent d'orages super cellulaires, c’est a dire d’un cumulonimbus ne possédant qu’une seule cellule convective dans laquelle se concentre toute la puissance de l’orage.
Toutes les tornades prennent naissance à la basse d'un cumulonimbus, où l'air est assez instable pour entamer des mouvement de rotation.

    ⇒Dans un cumulonimbus, l’air chaud moins dense que l’air froid va remonter à l’intérieur du nuage. De cette manière, un cumulonimbus va attirer à lui des milliers de kilomètres cubes d'air chaud et humide ce qui entraîne un mouvement vertical de l'air. Cet air chaud entrecoupe des vents de directions et de vitesses différentes ce qui provoque un mouvement de spirale.

⇒Un autre phénomène intervient ensuite :
la différence de pression entre l'intérieur du nuage et l'extérieur va faire que l'air est littéralement aspiré à l'intérieur du nuage. Combiné au mouvement de rotation crée par la remonté de l'air chaud, il y aura formation d'un tourbillon extrêmement concentré, se dirigeant de la surface vers l'intérieur du nuage. Comme la forme du tourbillon se rétrécit progressivement avec l' altitude, il crée une augmentation de la vitesse de rotation.

   ⇒Dans le nuage, l’air chaud monte, l’air froid descendpour laisser sa place.
A l’intérieur du cumulonimbus on a formation d’un courant ascendant qui, entraîné par le mouvement de rotation de l’air chaud montant, va lui aussi ce mettre à tourbillonner, créant ainsi une nouvelle différence de pression entre l’intérieur de ce tourbillon et l’air adjacent. Si la chute de pression a l'intérieur de ce nouveau système dépasse une valeur critique, qui est fonction de la température et de l'humidité de l'air entrant, on a formation d’un entonnoir. En effet, entre le cœur du tourbillon et celle de l'atmosphère environnante on peut avoir une différence de pression habituellement constatée entre deux couches d’air séparées de 1km. La vitesse du vent à l'intérieur de ce nouveau tourbillon peut excéder 375km/h.

    ⇒Les vents ainsi formés vont aspirer poussières et débris, et, sous l'effet de cette basse pression, un nuage de poussière et de vapeur d'eau en forme d'entonnoir se crée, de la base du cumulonimbus jusqu'au sol. Si cette formation n'atteint pas la surface, on a un entonnoir nuageux, mais si la vitesse de rotation est suffisante, l'entonnoir nuageux s’étire jusqu’au le sol  et une tornade est créée. On parle alors de vortex ou tuba de la tornade. Tout ce qui se trouve à proximité du tuba est aspiré à l’intérieur de la tornade.

    ⇒Il arrive aussi que sur le bord de la tornade principale naissent des mini tornades. Ces mini tornades sont encore plus redoutables car la vitesse de rotation de la tornade principale s'ajoute à leur propre vitesse de rotation.