LES ÉCHELLES SPATIALES ET TEMPORELLES
DES PRÉCIPITATIONS :
L'EXEMPLE DE LA FRANCE

Marcel LEROUX

Laboratoire de Climatologie
Risques Naturels et Environnement
Université Lyon II

Le temps, notamment le "mauvais temps" accompagné de précipitations qui en représentent le symbole puisqu'elles se produisent dans ces circonstances perturbées, dépend de conditions locales et de conditions lointaines. Sous nos latitudes, en raison de l'origine et des caractères du facteur déclenchant les perturbations, et en raison des transferts sur de longues distances du potentiel précipitable, les conditions lointaines sont dominantes, le facteur local n'intervenant que lorsque les conditions générales l'autorisent. La pluie (ou la neige) en France dépend ainsi très peu des conditions locales françaises, et se rattache principalement à la dynamique de l'espace de l'Atlantique Nord, elle-même inscrite dans la dynamique générale de la troposphère.

1 Rappel des conditions de la pluviogenèse
Le processus pluviogène exige la réunion impérative et simultanée de nombreuses conditions précises qui concernent, - outre l'existence nécessaire d'un potentiel précipitable renouvelé, - le facteur commandant le transfert de la vapeur d'eau (c'est-à-dire de l'énergie) sur de longues distances et le maintien de cette alimentation, - le facteur (thermique ? mécanique ? dynamique ?) provoquant l'ascendance nécessaire au changement d'état de l'eau et à la libération consécutive de la chaleur latente, - et les conditions aérologiques structurales favorables (i.e. sans cisaillement, subsidence ou stratification), indispensables au développement vertical des formations nuageuses. Ces conditions sont extrêmement variables, à l'échelle synoptique comme à l'échelle saisonnière, et varient aussi avec les conditions géographiques, les conditions structurales en particulier étant différentes sous les Tropiques et dans les latitudes hautes et moyennes, donnant aux diverses perturbations leurs caractères spécifiques. Sous nos latitudes la dynamique du temps dépend, notamment dans le cas d'événements intenses, de puissants transferts, sur une longue distance et de façon soutenue de quantités énormes de potentiel précipitable, c'est-à-dire énergétique, transferts qui sont organisés par des AMP (Anticyclones Mobiles Polaires) qui ont aussi eux-mêmes une lointaine origine.

2 Les facteurs de l'échelle locale
Les facteurs locaux, ou immédiats, sont nombreux : relief (brises d'amont et d'aval), mer ou lac, contraste océan-continent (brises littorales), végétation, albedo et convection thermique ...
Mais sauf dans une certaine mesure en montagne où se produisent des orages bien localisés, notamment en été, ces conditions ne peuvent s'exprimer que lorsque les conditions générales l'autorisent. Ainsi les pluies dites "cévenoles" représentent une intensification des conditions pluviogènes par le relief de conditions lointaines advectées, et ne se produiraient pas sans l'intervention de ces facteurs généraux. Ces pluies intenses se déversent d'ailleurs le plus souvent en plaine, comme celles qui ont provoqué les inondations de l'Aude et des Pyrénées Orientales en novembre 1999, c'est-à-dire en dehors de l'influence du relief.
Au-dessus de l'échelle locale, l'influence de l'échelle régionale, notamment exprimée en France par l'intervention présumée de "l'Anticyclone des Açores" (qui apporte le beau temps), et "la dépression d'Islande" (responsable dit-on du mauvais temps) n'a aucune réalité météorologique. Ces "centres d'action" définis depuis plus d'un siècle par des moyennes de pression (échelle statistique), relèvent de "l'animisme météorologique", n'ont pas d'existence à l'échelle du temps réel (échelle synoptique), et ne peuvent donc pas commander le temps instantané et son évolution.

3 Les facteurs lointains : l'unité aérologique de l'Atlantique Nord
La dynamique du temps sur la France dépend de celle de l'unité aérologique de l'Atlantique Nord. Dans cet espace on observe des covariations de paramètres associées au déplacement permanent des Anticyclones Mobiles Polaires (AMP), qui véhiculent l'air froid vers le sud, et forment des agglutinations anticyclonques, océaniques et continentales. Ces AMP provoquent en retour le transfert de l'air chaud méridional (subtropical voire tropical) en direction du nord.

D'une manière générale le versant ouest de l'Atlantique (jusqu'aux Rocheuses) subit les descentes d'AMP originaires de l'Arctique canadien, les plus froids et les plus vigoureux, tandis que le versant oriental (l'Europe occidentale) bénéficie des remontées d'air chaud et humide venant du sud. Mais ce versant oriental n'est pas à l'abri des AMP de trajectoire méridienne s'écoulant à l'est du Groenland, qui mettent 2 à 3 jours pour débouler de l'Arctique sur la France, et y provoquent les phénomènes les plus violents : vagues de froid, chutes de neige en plaine, remontées les plus intenses d'air chaud et humide responsables des épisodes chauds, des pluies torrentielles et des inondations.
Une illustration, clichés de satellites et cartes synoptiques simplifiées, permet de présenter des situations caractéristiques : Vaison-la-Romaine, inondations de l'Aude et/ou du Gard, vagues de froid (du 3 au 5 janvier 2003, ou du 29 au 31 janvier 2003), tempêtes de décembre 1999. Ces événements montrent que le temps sur la France ne relève pas de la pensée magique mais qu'il est parfaitement organisé, parce qu'il est associé à des responsables nettement identifiés, les AMP, que l'imagerie satellitaire permet de suivre sans difficulté majeure.

4 La variabilité des précipitations
Les pluies représentent le paramètre climatique le plus discontinu et le plus variable, les variations de la pluviométrie (hausse ou baisse) témoignant notamment d'une intensité variable des facteurs pluviogènes, de la variation du nombre de cas (épisodes pluvieux), et/ ou du déplacement des zones pluviogènes. Cette variabilité est observée à différentes échelles :
- Echelle journalière associée à la dynamique réelle des AMP, chaque AMP bien individualisé ayant un comportement spécifique. Les AMP créent des temps particuliers associés à chaque entité et à chaque stade de son évolution, en fonction de ses potentialités initiales et acquises et des circonstances variables rencontrées en cours de route, et en fonction notamment de sa puissance, de sa trajectoire et des contrastes thermiques entre les flux.
- Echelle saisonnière qui entraîne des variations de puissance des AMP, le temps le plus violent étant associé aux AMP hivernaux, les plus froids et les plus étendus. Les conditions thermiques saisonnières modifient en outre les conditions régionales, l'hiver autorisant notamment l'installation d'une agglutination anticyclonique sur l'Europe centrale, qui s'étend sur le nord-est de la France et bloque le déplacement des AMP vers l'est. Cette agglutination est en outre responsable au coeur de l'hiver de la stabilité anticyclonique et de la diminution, voire de l'absence, de précipitations (neigeuses) sur les Alpes.
- Echelle interannuelle limitée à l'évolution récente du siècle dernier. L'indice de l'Oscillation Nord-Atlantique (témoignage de l'intensité des échanges méridiens) révèle le tournant climatique des années 1970, associé au refroidissement de l'Arctique occidental qui accroît la puissance des AMP et en conséquence intensifie les remontées d'air chaud et humide sur l'Europe occidentale. L'augmentation de fréquence des épisodes pluvieux (notamment en Bretagne, dans la Somme, ou dans le Sud de la France), comme celle des tempêtes et la variabilité accrue du temps, résultent de l'accélération depuis 30 ans des échanges méridiens dans l'espace aérologique Nord-Atlantique.
- Echelle paléoclimatique qui apporte des modifications considérables, la circulation générale de l'atmosphère passant d'un type rapide à un type lent en fonction de l'intensité du déficit thermique polaire. Cette échelle est évoquée pour mémoire, mais non traitée ici en raison du temps (durée) de l'intervention.

En conclusion, les mécanismes des précipitations, et leur variabilité, même à l'échelle de la France, ne peuvent pas être expliqués (sinon faiblement) par des facteurs immédiats, parce qu'ils résultent de facteurs lointains qui s'inscrivent dans le cadre de la circulation générale de la troposphère.

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