• Les causes de la formation d’une tornade restent encore mystérieuses  pour les scientifiques, mais nous en connaissons les principales. Les tornades se forment principalement à partir d’orages violents, formés eux-mêmes par des dépressions.

     

    Qu’est ce qu’une dépression et comment se forment t-elles ?

    Il s’agit de zones de basses pressions où l’air y est donc plus chaud que dans les zones avoisinantes. Cet air chaud monte par aspiration, tandis que du fait de la basse pression, l’air froid descend. L’air chaud aspiré se condense lorsqu'il atteint la troposphère située à une altitude de 8 à  15km,  ce qui forme généralement des nuages porteurs de précipitations, et parfois des cumulonimbus: les nuages qui contribuent au développement des tornades

    Formation d'une tornade

    Schématisation d'une dépression (à gauche) et d'un anticyclone ( à droite)

     Grâce au système de dépression il y a instabilité des masses d'airs. Pour cela, les températures jouent un rôle primordial. Un réchauffement de l'air près de la surface se produit ainsi qu'un refroidissement de l'air en altitude (par exemple lorsqu'un air polaire confronte un air tropical).

     

    La naissance d’une tornade à partir d’un orage se fait à partir de 2 étapes:

    -Le courant ascendant, qui a un diamètre allant de 10 à 20 km, se met à tourner. Cela forme ce que l’on appelle un mésocyclone. Un mésocyclone commence dans la troposphère moyenne, la couche atmosphérique la plus proche de la surface de la Terre allant jusqu’à une altitude maximale de 8 à 15 km. La troposphère moyenne est située entre 4 et 8 km d’altitude. Une tornade se forme lorsque l’air ascendant se met à tourner autour de l’air froid descendant. En effet, quand les vents horizontaux entrent en contact avec un courant ascendant, les rotations autour d’un axe horizontal basculent autour d’un axe vertical. Il faut un cisaillement vertical des vents pour qu’une tornade se forme. La vitesse doit augmenter avec l’altitude et la direction des vents doit être différente. L’expérience de la roue nous permet de comprendre l’importance de ce phénomène pour qu’une rotation se mette en place:


    Le vent étant de plus en plus rapide avec l’altitude, la force du vent est plus intense sur le haut de la roue que sur le bas. Un mouvement de rotation se met en place car, avec la variation des forces, le haut de la roue se déplace plus vite que le bas.


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  • Les zones touchées par les tornades sont le plus souvent dans les latitudes moyennes. Cela est dû à ce que l'on appelle l'effet de Coriolis. Pour expliquer cet effet, il faut prendre en compte la notion de la diversité des référentiels. Pour expliquer cet effet nous allons nous appuyer sur des images animées:

    animation de l’effet de Coriolisanimation de l’effet de Coriolis

    En effet si l’on est situé dans un référentiel héliocentrique et que l’on lance un projectile en ligne droite, on le verra bien parcourir la Terre en ligne droite ,ici modélisée par une roue. (Voir image de gauche). Cependant, si l’on se place dans le référentiel terrestre, étant donné que l’on est entraîné par la rotation terrestre, pour l’observateur, la trajectoire du projectile sera curviligne. L’effet de Coriolis met donc aux yeux de l’observateur terrestre les objets indépendants à la Terre en rotation.

    L’effet de Coriolis est négligeable à la latitude 0° c’est à dire à l’équateur. Alors que plus la latitude augmente plus l’effet s’accentue, lorsque l'on atteint les 90° de latitude, la période de rotation est égale à celle de la Terre. Cet effet conditionne donc les déplacements des masses d'air:

     

    Comme on peut l’observer sur ce planisphère, il n’y a que la circulation de masses d’air froides dans les latitudes élevées, c’est pourquoi la formation des tornades n’est pas  possible dans les latitudes élevées alors que les masses d'air froides et chaudes convergent  dans les latitudes moyennes. C'est pourquoi les tornades ne se forment que dans les latitudes moyennes.

     


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