La forte tempête Eunice frappe les îles Britanniques, l'extrême nord de la France, la Belgique, les Pays-Bas et l'Allemagne


Une tempête hivernale s'est creusée sur l'Atlantique Nord jeudi 17 février 2022. Le système dépressionnaire s'est développé rapidement suivant un processus de cyclogenèse explosive. La tempête nommée Eunice a traversé les îles Britanniques le lendemain, à l'origine de vents violents jusqu'en France, le long des côtes de la Manche et sur l'extrême nord du pays, avant d'affecter le Benelux et l'Allemagne, puis une partie de la Pologne. Les rafales de vent les plus fortes ont dépassé 120 km/h et une pointe à 196 km/h a même été relevée en Angleterre, dont une partie sud avait préalablement été placée en vigilance rouge par le Met Office, le service météorologique britannique. Dans les Hauts-de-France, le vent a atteint 176 km/h sur le littoral de la Côte d'Opale ! On peut visualiser ci-dessous la dépression Eunice vendredi 18 février à mi-journée, alors en progression vers la mer du Nord. Suite au passage de cette tempête, de nombreux dégâts et des pertes humaines sont à déplorer. L'article revient sur cet événement météorologique exceptionnel.


La tempête Eunice le 18/02/2022 à 12 h UTC (source EUMeTrain)

 

Un vortex polaire fort et l'Europe sous l'influence d'un régime zonal

Avant de s'intéresser précisément à la tempête Eunice, analysons brièvement la situation à grande échelle en février. Le vortex polaire - tourbillon cyclonique d'échelle planétaire au pôle dans la stratosphère et la haute troposphère, dû au gradient méridien de température - peut avoir une influence notable sur les conditions météorologiques que nous rencontrons en hiver. La figure suivante montre l'anomalie de géopotentiel (à gauche) et l'anomalie de vent zonal (à droite) à 100 hPa, c'est à dire vers 15-16 km d'altitude, sur une période de dix jours précédant le creusement de la tempête Eunice. On constate alors que le géopotentiel au pôle dans la partie inférieure de la stratosphère est anormalement bas et que parallèlement la composante zonale du vent est plus élevée que la normale entre 50 et 70 degrés de latitude nord, de l'Alaska à l'Europe du Nord.


Anomalies de géopotentiel (à gauche) et de vent zonal (à droite) à 100 mb du 7 au 16 février 2022 dans l'hémisphère nord (NCEP/NCAR, NOAA)


Le vent zonal moyen à 10 hPa et 65 degrés de latitude nord est représenté sur le graphique ci-dessous. Les vents d'ouest dans la stratosphère soufflent en moyenne à près de 50 m/s (courbe bleue) mi-février, pour une moyenne climatique d'environ 20 m/s. Les valeurs observées sont supérieures au dernier décile de la distribution climatologique. A l'approche de la saison froide, le vortex polaire et la circulation zonale ont tendance à se renforcer suite à l'augmentation du gradient thermique entre la zone tropicale et le pôle, lequel se refroidit. Le vortex polaire est en moyenne à son apogée début janvier puis il a tendance à faiblir, mais il est resté fort en février. La prévision (courbe rouge) indique un affaiblissement soudain lors de la transition vers le printemps météorologique.



Source : Hannah E. Attard

 

L'activité du vortex polaire s'est manifestée en Amérique du Nord par des descentes d'air froid arctique ayant un impact sur la dynamique atmosphérique au-dessus de l'Atlantique Nord. L'Europe était en février sous l'influence d'un régime NAO+ : le champ de pression était plus élevé que la normale au voisinage des Açores et anormalement faible en Europe du Nord. Par conséquent, le gradient méridien de pression et le vent zonal étaient forts aux latitudes moyennes (figure ci-dessous, en haut). Après une période dominée par des conditions anticycloniques, le temps est devenu plus agité. L'Europe était alors sous l'influence d'un temps généralement doux, humide au nord où circulent les perturbations synoptiques, mais sec plus au sud du continent et vers la Méditerranée.

 

 
Anomalies de pression mer, vent zonal à 500 mb, température à 2 m et précipitations du 10 au 20 février 2022 en Europe (NCEP/NCAR, NOAA)


La situation précédant le creusement de la tempête

Avant son développement, la future tempête a déjà un nom, Eunice. Car d'après les modèles de prévision, s'il demeure en réalité une incertitude sur la trajectoire du système et l'intensité du vent, l'occurrence d'une tempête en Europe de l'Ouest ne fait plus aucun doute. Mercredi 16 février, l'atmosphère est très barocline (fort gradient d'épaisseur sur la carte suivante) entre l'anticyclone des Açores et les bas géopotentiels au voisinage de l'Islande. Un rapide courant d'ouest-sud-ouest s'est établi (isohypses en noir rapprochées à 500 hPa), et un front froid s'étire sur l'Atlantique, lié à la dépression Dudley s'apprêtant à affecter les îles Britanniques. Cette zone frontale sépare l'air chaud subtropical de l'air froid polaire. La flèche rouge à gauche de la carte pointe vers une petite anomalie de pression naissante en surface, apparaissant au sein de la zone barocline, sur le flanc est d'un thalweg d'altitude.


Situation synoptique le 16/02/2022 à 12 h UTC (source wetter3)


Une masse d'air très froid s'écoule depuis le Labrador (faibles épaisseurs en mauve sur la carte). L'air se déplace suivant les isobares ou les isohypses, laissant les basses pressions ou les bas géopotentiels sur sa gauche dans l'hémisphère nord. Or les isobares au niveau de la mer (en blanc) et les isohypses à 500 hPa (en noir) se coupent sur la carte dans la zone barocline. Par conséquent, dans le cas présent, le vent tourne dans le sens anti-horaire avec l'altitude, impliquant une advection froide. Les flèches bleues ajoutées indiquent grosso modo la direction du vent moyen dans l'atmosphère libre, et pointent vers des régions où on observe effectivement une advection froide. L'atmosphère y est active du point de vue de la dynamique atmosphérique.

Sur la prochaine figure, image infrarouge de 12 h UTC le 16/02 à laquelle les isothermes et les barbules de vent à 850 hPa sont superposées, il apparaît une structure nuageuse (en gris clair) indiquée par la flèche noire, évoluant dans une région barocline (les isothermes à 850 hPa sont très rapprochées), correspondant en fait à l'endroit montré sur la carte précédente où une onde de surface se forme.


Source EUMeTrain

 

Ces nuages se développent immédiatement au nord d'une bande frontale dense dont les sommets nuageux sont plus élevés, et en aval du thalweg d'altitude encore peu prononcé à ce stade. Le gradient thermique horizontal s'intensifie (frontogenèse) et l'écoulement en altitude transporte du tourbillon cyclonique, ce qui favorise déjà le soulèvement dans les niveaux inférieurs. A l'ouest, l'orientation du vent par rapport aux isothermes indique une advection froide dont l'effet est d'amplifier peu à peu la perturbation atmosphérique.
 
A 00 h UTC le 17/02, Eunice est au début de son développement. La pression minimale en surface est encore relativement haute, égale à 1019 hPa, mais les advections thermiques augmentent et une dépression est sur le point de véritablement se creuser via une interaction par l'intermédiaire du courant-jet. Sur l'image suivante (canal vapeur d'eau) sont affichés le géopotentiel à 1000 hPa (cyan) et le module du vent à 300 hPa (jaune), ainsi que différents éléments rajoutés.


Source EUMeTrain


Le contraste à l'imagerie permet de localiser une zone de gradient de vorticité potentielle confirmée par l'analyse ECMWF du champ d'altitude de la surface 1,5 PVU. On repère la position d'une anomalie de basse tropopause. Le tourbillon de basses couches au nord-ouest des Açores est situé en aval de l'anomalie cyclonique d'altitude progressant vers l'est, ainsi qu'en entrée droite d'un rapide du courant-jet à la tropopause au sein duquel les vents excèdent 80 m/s. La configuration devient favorable au creusement de la dépression de surface.


La phase de développement sur 24 heures

A 12 h UTC le 17/02, la pression mer s'est abaissée à 1001 hPa. La dépression s'est ainsi déjà creusée de 24 hPa en 24 heures, dont une chute de 18 hPa entre 00 h UTC et 12 h UTC le 17/02 : le creusement est explosif. La carte ci-dessous illustre la situation météorologique ayant bien évolué par rapport à la veille. La zone barocline ondule (cf. le champ d'épaisseur) sous l'effet de la circulation cyclonique. Le thalweg à 500 hPa est décalé vers l'amont par rapport à la dépression de surface, traduisant une perturbation en développement. A l'ouest du minimum de surface, le vent de nord-ouest tourne avec l'altitude dans le sens anti-horaire pour s'orienter au secteur ouest-sud-ouest à 500 hPa ; on y observe une advection froide. A l'est en revanche, le vent de sud en surface fait une rotation horaire avec l'altitude et on a une advection chaude.

 

Situation synoptique le 17/02 à 12 h UTC (source wetter3)

 

Les advections de température contribuent à l'amplification de l'onde synoptique en même temps que cette dernière se propage vers l'est. L'advection chaude augmente les épaisseurs à l'est, la pression diminue en surface et la dorsale d'altitude tend à se développer. L'advection froide réduit au contraire les épaisseurs et le thalweg d'altitude se creuse.


Advection d'épaisseur [500-1000] hPa le 17/02 à 12 h UTC (source wetter3)


Les advections thermiques de part et d'autre de la dépression ont pour conséquence un accroissement du gradient thermique ouest-est. L'atmosphère tente de maintenir l'équilibre du vent thermique par des mouvements verticaux et horizontaux venant contrarier les effets "destructeurs" des advections dues à la circulation équilibrée. C'est notamment la raison pour laquelle les mouvements ascendants s'accentuent là où se produit l'advection chaude : la détente et le refroidissement adiabatique de l'air en s'élevant s'oppose au réchauffement induit par le transport méridien d'air chaud subtropical. Une circulation secondaire - verticale et horizontale - se développe en fin de compte pour assurer le maintien des grands équilibres de l'atmosphère, et la dépression s'intensifie via une rétroaction positive en convertissant l'énergie potentielle utilisable associée à la baroclinie en énergie cinétique.

Le développement de la tempête se poursuit au cours de la journée du 17/02 via un couplage efficace entre l'anomalie de tourbillon en basses couches et l'anomalie de haute troposphère. L'interaction barocline conduit ainsi à un creusement supplémentaire de 29 hPa en à peine 12 heures, entre 12 h UTC le 17/02 et 00 h UTC le 18/02. La dépression Eunice est alors une véritable bombe météorologique approchant de l'Irlande et du Royaume-Uni. La figure suivante montre bien l'intrusion sèche (en noir à l'imagerie WV) qui accompagne l'enfoncement de la tropopause dynamique lors de la cyclogenèse, par intervalle de 3 heures entre 15 h UTC le 17/02 et 00 h UTC le 18/02.


Source EUMeTrain


On visualise parfaitement la tête nuageuse de la perturbation. Les nuages du front chaud rétrograde commencent à s'enrouler autour du minimum dépressionnaire à la fin du processus barocline. La petite flèche rouge sur l'image en bas à droite indique l'endroit où peut se présenter un sting jet, un courant de méso-echelle descendant vers la surface en lien notamment avec le refroidissement par évaporation, pouvant occasionner des vents très violents en association avec le courant transporteur d'air froid faisant le tour de la dépression.

L'advection chaude et l'advection froide à 700 hPa sont intenses jeudi soir, respectivement dans le secteur chaud de la perturbation et à l'arrière du front froid (figure ci-dessous à gauche). On observe une dissipation partielle des nuages associés au front froid, pouvant être due à l'afflux d'air froid et sec. Dans l'atmosphère instable de la traîne, des nuages convectifs porteurs d'averses évoluent dans un courant de nord-ouest. Suite à l'intensification de l'anomalie d'altitude interagissant avec le courant-jet, un rapide de jet se forme au sud de la dépression de surface (cf. module du vent à 300 hPa en jaune), laquelle se creuse ainsi quelques heures en sortie gauche de jet streak, où le champ de vent est divergent en altitude. La pression passe de 988 hPa à 972 hPa entre 18 h UTC le 17/02 et 00 h UTC le 18/02 quand l'interaction barocline cesse, soit une baisse importante de 16 hPa en 6 h !


Source EUMeTrain


Voici quelques paramètres en coupe verticale à travers la tempête Eunice (entre les points A et B sur l'image plus bas) lors de l'interaction barocline. A gauche, l'anomalie positive de tourbillon potentiel à la tropopause se couple avec le tourbillon de basses couches toujours légèrement déphasé vers l'aval et associé à une anomalie chaude. De la vitesse verticale est générée en aval (ascendance) et en amont (subsidence). L'air sec d'origine stratosphérique descend dans la troposphère (coupe verticale en haut à droite). Les mouvements ascendants s'accompagnent de convergence dans les niveaux inférieurs et de divergence près de la tropopause, tandis qu'inversement les mouvements descendants à l'arrière du système s'accompagnent de divergence près de la surface et de convergence du vent en altitude (coupe verticale en bas à droite).


Source EUMeTrain


Source EUMeTrain


Stade mature le 18 février 2022

Avant de traverser le Royaume-Uni, Eunice est une très forte tempête au large de l'Irlande. Le front chaud donne des précipitations modérées sur les îles Britanniques. L'analyse montre une fracture frontale, caractéristique d'une évolution suivant le modèle de Shapiro-Keyser.


Carte des fronts le 18/02/2022 à 00 h UTC (source wetter3)

 

La figure suivante illustre les principaux flux relatifs à la perturbation dans la nuit de jeudi à vendredi :

  •  le courant transporteur d'air chaud (warm conveyor belt) en provenance du sud-ouest et s'élevant dans la troposphère, alimentant le système en chaleur et humidité permettant la formation des nuages et des précipitations ;
  • le courant transporteur d'air froid (cold conveyor belt) à l'avant du front chaud, s'enroulant autour de la dépression au nord-ouest ;
  • le flux d'air sec descendant en moyenne troposphère.

 

Image IR du 18/02/2022 à 03 h UTC (source EUMETSAT)

 

Un probable sting jet s'est formé. L'image ci-dessous à gauche montre des bandes nuageuses provenant de la tête de la perturbation en début de matinée de vendredi. Ces bandes nuageuses qui s'enroulent autour de la dépression sont séparées par des bandes étroites d'air plus sec favorisant l'évaporation des hydrométéores, le refroidissement de l'air et son accélération vers le bas. Lorsque les courants descendants atteignent éventuellement la surface où ils s'étalent horizontalement, il en résulte une accélération locale de l'écoulement.


Image IR (à gauche) et WV (à droite) le 18/02/2022 à 07 h 30 UTC (source EUMETSAT)

 

A droite, il s'agit de l'image WV avec la même emprise, au même instant. La flèche rouge pointe vers la zone où les vents sont les plus forts en surface d'après l'analyse. La couleur vire graduellement du blanc-gris au noir car l'air s'assèche en altitude et les nuages se dissipent.

En milieu de matinée de vendredi, les vents les plus violents en surface sont localisés en mer, entre l'Irlande et le Pays de Galles. En coupe verticale, on met en évidence un jet de basses couches (40 m/s environ) et une subsidence de l'air.

 

Image WV et barbules de vent à 950 hPa (en haut) le 18/02/2022 à 09 h UTC, coupe verticale suivant la flèche noire (source EUMeTrain, données ECMWF)


Observations au passage d'Eunice

Le 18 février 2022, la tempête Eunice frappe sévèrement une partie de l'Europe. Les isobares sont très resserrées dans le secteur sud de la dépression, où les vents sont les plus violents, à l'arrière du front froid. En matinée, la tempête affecte le sud de l'Angleterre et du Pays de Galles, les côtes de la Manche. Le minimum dépressionnaire vient ensuite se positionner en mer du Nord où la pression au centre diminue à nouveau de quelques hectopascals, tandis que les vents violents se décalent vers le nord de la France, la Belgique et les Pays-Bas. L'Allemagne est touchée en soirée et dans la nuit de vendredi à samedi.

 

Situation synoptique le 18/02 à 12 h UTC (source wetter3)


La carte des rafales maximales de vent observées au passage de la tempête fait apparaître clairement le couloir de vents forts, du sud des îles Britanniques à l'Allemagne. Voici quelques valeurs extrêmes mesurées :

  • 196 km/h à l'Ile de Wight (Manche)
  • 176 km/h au Cap Griz-Nez (Nord-Pas-de-Calais, France)
  • 152 km/h à Boulogne (Nord-Pas-de-Calais, France)
  • 151 km/h à Jabbeke (Belgique)
  • 144 km/h à l'Ile de Portland (Manche) et à Houtribdijk (Pays-Bas)


Rafales maximales de vent sur 24 h (source Météociel)


Dans les Hauts-de-France, le vent a dépassé 120 km/h jusque dans l'intérieur des terres, notamment à Lillers (141 km/h), Steenvoorde (139 km/h), Arras (131 km/h), Lille (130 km/h), Cambrai et Abbeville (129 km/h).

Le front froid était matérialisé par une bande étroite de précipitations localement intenses et accompagnée de fortes rafales de vent.

 

Image radar des précipitations le 18/02/2022 à 11 h UTC (source Météociel)

 

Le brusque soulèvement de l'air est à l'origine du développement des nuages s'inclinant vers l'arrière à l'étage moyen (cf. coupe plus bas). L'air est globalement descendant et plus sec à l'ouest du front, mais l'atmosphère reste instable (où la température potentielle équivalente diminue avec l'altitude) : la situation est favorable à une convection de masse d'air froid et donc à quelques averses.





Image IR et réflectivité radar (en haut) le 18/02/2022 à 12 h UTC, coupe verticale entre A et B (source EUMeTrain, données ECMWF)


A Lille, les observations suite au passage de la bande de pluies vers 12 h locale montrent une diminution temporaire de la température et une rafale de vent maximale de 109 km/h atteinte. Le front laisse 1,4 mm d'eau seulement compte tenu de son étroitesse et de son déplacement rapide.


 
Données Météo-France

 

Le vent se renforce nettement l'après-midi pour souffler jusqu'à 120-130 km/h par rafales, alors que le vent moyen dépasse 80 km/h. La baisse de l'humidité relative et du point de rosée entre le matin et l'après-midi traduit le changement de masse d'air. La pression atmosphérique remonte progressivement.

En fin de journée, alors que la tempête frappe la Belgique et les Pays-Bas, des lignes d'averses localement bien venteuses arrivent sur le nord-ouest de la France par la Manche.


Image radar des précipitations le 18/02/2022 à 18 h UTC (source Météociel)

 

Plus récente Plus ancienne