2. Les différentes phases.

Niveau : initié

Une vague de froid typique est une invasion d'air froid par le Nord-Est (Scandinavie, voire régions plus septentrionales encore), alimenté secondairement par des courants continentaux d'Est, à partir de régions ayant déjà été refroidies depuis quelques temps auparavant (Europe de l'Est ou Russie).

Banquise sur la côte belge en janvier 1997.

2. Une phase d'autoalimentation de ce froid, appelée aussi phase radiative. La durée de cette phase est fort variable, de quelques jours à quelques semaines. C'est la durée et la force de cette phase dont va dépendre l'intensité de notre vague de froid.

3. Une phase de réchauffement, la phase advective chaude. Cette phase peut être très rapide, d'une durée inférieure à 24h, ou durer aussi quelques jours.

Qui dit vague de froid pense également aux précipitations hivernales.
Or ce n'est pas souvent le cas. Les épisodes neigeux en Belgique ont souvent lieu lors de passage de perturbations dans des flux polaires de Nord. Mais les températures sont à ce moment souvent proches du 0°C. Les températures ne se maintiennent généralement pas longtemps à ces valeurs en Basse et Moyenne Belgique et seule la Haute Belgique garde une couche de neige, alors qu'ailleurs elle fond rapidement.
Cependant la neige peut également arriver lors d'une vague de froid, avec comme conséquence un enneigement de plus longue durée.
La neige peut nous arriver lors des trois phases pré-citées, avec à chaque fois un scénario complètement différent.

Lors de la phase advective froide, les précipitations peuvent ainsi se transformer progressivement de la pluie en neige fondante puis en neige, au fur et à mesure de l'invasion de l'air froid. Cette invasion d'air froid peut aussi parfois réactiver une zone de précipitations en refroidissant les masses d'air qui la composent et donner lieu à des précipitations importantes. Ce fut le cas lors de la vague de froid de 1985, et dans une certaine mesure celle de 1979, même si cette dernière est assez particulière, nous le verrons lors la présentation détaillée.

Situation synoptique exceptionnelle du dernier jour de 1978.

La phase radiative est généralement très sèche et très froide, avec des températures qui peuvent descendre à des valeurs exceptionnellement basses. La présence d'air froid est généralement associée à un anticyclone très puissant, comme le fameux "Paris-Moscou". Ce dernier nous protège des entrées maritimes douces, mais aussi de toute forme de précipitations. Quelques flocons de neige en grain pourront être observés lors de journées grises sous inversion thermique. L'exemple typique de cette situation fut février 1986.
Cependant, il arrive parfois que des dépressions remontent de la Méditerranée et entrent en contact avec le flanc sud de l'anticyclone. Le contact entre l'air humide de la dépression et l'air très froid de l'anticyclone vissé sur nos régions amène des précipitations hivernales localement très importantes. Très importantes et localement parce que ces dépressions sont littéralement arrêtées par l'anticyclone et "se vident" sur place. C'est pourquoi en janvier 1987, Nice, puis Paris, ont été complètement paralysées par la neige, alors que Bruxelles n'a pas vu le moindre flocon. Une situation similaire a été rencontrée en 1997, même si là, l'Ouest de notre pays a connu quelques précipitations neigeuses. 

Remontée de la dépression méditerranéenne le 14 janvier 1987 : Neige sur tout
le sud de la France et Nice bloqué sous la neige. La Belgique sera épargnée.

Lors de la phase advective de réchauffement, la neige peut aussi faire son apparition si cette phase n'est pas trop rapide. L'arrivée d'un front chaud d'une dépression océanique, au contact de l'air froid peut donner ainsi des quantités importantes de neige en très peu de temps. Malheureusement il s'agit là du chant du cygne de la vague de froid et quelques heures plus tard, de la pluie, précédée éventuellement de neige fondante, avec augmentation graduelle en continu de la température nous attend. Un bel exemple de ce type est la fin de la vague de froid de février 1986. Parfois la pluie peut directement tomber sur un sol encore gelé occasionnant un verglas mémorable comme en fin de vague de froid en 1979.

Les différents acteurs climatiques et centres d'actions atmosphériques nécessaires.

Plusieurs acteurs de haute et basse pression jouent un rôle important lors d'une situation hivernale donnée :

- l'Anticyclone polaire et ses ramifications sur le Groenland.
- la Dépression islandaise.
- l'Anticyclone des Açores.
- les Dépressions atlantiques.
- l'Anticyclone de Sibérie.
- la Dépression méditerranéenne.

Les anticyclones jouent un rôle majeur, les dépressions complètent le tableau comme des acteurs de second rôle.
En effet, en hiver, ce sont les hautes pressions qui dominent la scène, ce qui s'explique par la règle suivante :

L'air froid pèse plus lourd que l'air chaud et aura donc tendance à créer une haute pression. Si cette haute pression se place sur l'Europe, elle aura tendance à amener de l'air froid sur son flanc sud, ce qui l'autoalimentera : c'est pourquoi les zones de hautes pressions peuvent se maintenir longtemps en hiver et la durée d'une vague de froid peut dès lors se prolonger plusieurs semaines.

La mise en place d'une vague de froid déprendra du placement des anticyclones cités ci-dessus.

La position de l'anticyclone des Açores, couplé à la position de la dépression islandaise, joue un rôle dynamique de premier ordre : c'est d'ailleurs sur leurs placements respectifs qu'est calculé l'indice NAO (North Atlantic Oscillation).
Cet indice est calculé à partir de la différence de pression entre Lisbonne (Portugal) et Reykjavik (Islande), en prenant l'anomalie de pression (écart à la moyenne) normalisée (divisée par l'écart-type de la pression).

Selon la valeur de cet indice, les dépressions atlantiques pourront ou non atteindre l'Europe. Lors d'un indice NOA négatif, les conditions sont telles que les dépressions atteignent difficilement l'Europe. Cette situation est donc plus propice à la mise en route d'une vague de froid sur notre continent.

Situation de NAO négative

 

Situation de NAO positive
Source : http://www.intellicast.com/DrDewpoint/

Les deux autres anticyclones, à savoir le polaire avec sa ramification groenlandaise et l'anticyclone de Sibérie sont des anticyclones thermiques. Ils apparaissent en hiver suite à la présence d'air très froid sur ces régions. De leur présence et de leur force va dépendre l'arrivée ou non d'une vague de froid. L'indice AO (Arctic Oscillation) est un bon indicateur de la force de l'anticyclone polaire.

Les dépressions méditerranéennes occupent une place à part. Durant l'hiver, elles jouent un rôle important dans la dynamique des vagues de froid car elles attirent vers elles l'air froid du continent. Ces dépressions jouent également un rôle dans des épisodes neigeux sur le flanc sud de l'anticyclone, comme expliqué ci-dessus.

Dans les prochaines parties de ce dossier, nous analyserons en détail les 10 principales vagues de froid qu'a connu la Belgique depuis 1950. Au terme de ces analyses, nous donnerons quelques éléments pour leur prévision à long terme.