FAQ : Explication des phénomènes chauds durant la nuit
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- Publication : samedi 10 août 2024 06:20
- Écrit par : Robert Vilmos
Les nuits chaudes
Qui n’a pas déjà eu trop chaud pour dormir ?
Les plus anciens de nous se souviennent de la canicule de 1976, où la température dépassait en journée les 30°C pendant 15 à 16 jours consécutifs dans les plaines et les vallées. Et la nuit, presque toutes les maisons et tous les appartements étaient surchauffés. Mais quelle température faisait-il dehors durant ces nuits ?
À cette époque, en dépit de la chaleur diurne, les températures redescendaient presque toujours en dessous de 20°C en fin de nuit. Même dans les villes et sur les plateaux, seules quelques nuits isolées réussissaient à rester au-dessus de 20°C, et encore, il s’agissait de minima situés entre 20 et 21°C.
Les nuits très chaudes, dans nos contrées, sont un phénomène nouveau. Les premières nuits très chaudes sont observées en 2002. Le 18 juin de cette année-là, les températures ne descendent pas en dessous de 24,2°C à Bierset ; 23,9°C à Uccle et 23,4°C à Beauvechain. Une première pour l’époque. Mais l’année d’après, on remet déjà cela. Lors de la canicule de 2003, les nuits sont bien plus chaudes que lors de celle de 1976. Le 7 août, la température ne descend pas en dessous de 24,8°C à Bierset et de 24,3°C à l’aérodrome de Spa. Et le 12 août, Bierset ne descend à nouveau pas en dessous de 23,8°C.
Depuis, le phénomène ne fait que se répéter. Le 20 août 2009, le minimum est de 23,7°C à Beauvechain ; le 2 juillet 2015, le minimum est de 24,7°C à Bierset et, à peine 2 jours plus tard, on y observe le premier minimum nocturne de 25°C en Belgique. Le 25 juillet 2019, c’est Gosselies qui ne descend pas plus bas que 23,7°C.
Lors de la grande canicule d’août 2020, la nuit du 8 au 9 août est particulièrement insupportable. Le temps est lourd, pré-orageux, mais les orages ne parviennent pas à éclater avec un thermomètre qui affiche encore 28,5°C à minuit à Uccle.
En 2023, on n’a même plus besoin de canicule en journée pour avoir une nuit très chaude. La nuit du 18 au 19 août, bon nombre de stations belges ont des températures minimales supérieures ou égales à 23°C, avec 23,7°C à Dourbes et 23,6°C à Bierset.
Orage tentant de se former, mais sans y parvenir lors de la chaude nuit du 8 au 9 août 2020
Les phénomènes chauds durant la nuit
Jusqu’à présent, nous n’avons parlé que de nuits chaudes dans leur ensemble, c’est-à-dire des nuits où la baisse des températures est très lente et insuffisante pour le confort de la plupart des gens de chez nous.
Les phénomènes chauds, au contraire, sont de brusques remontées de la température en plein milieu de la nuit, alors que le début de la nuit a éventuellement été déjà frais. Par exemple la nuit du 18 au 19 juin 2022, la station de Membach, près d’Eupen, enregistre 18,3°C à 1 heure du matin, puis 27,5°C à 2 heures !
Source : meteo-be.net
De tels phénomènes, encore quasi-inexistants sous nos latitudes il y a trente ans, deviennent de plus en plus récurrents de nos jours.
La nuit du 16 au 17 juillet 2015, la bouffée d’air chaud arrive même en fin de nuit. À Bierset, la température monte jusqu’à 27°C à 5h20 du matin ! Une grosse heure plus tôt, c’est Gosselies qui avait sa pointe de chaleur avec 26°C à 4h00. Même le très froid Elsenborn voit sa température brusquement monter jusqu’à 23°C à 2h25 du matin.
La nuit du 4 au 5 août 2015, une nouvelle bouffée d’air chaud fait remonter les températures aux petites heures. Notamment à Humain, la température passe de 20,5°C à 3 heures à 24,8°C à 5 heures. À Elsenborn, la remontée est plus lente mais plus impressionnante. Ainsi on y passe de 13,5°C à 1 heure à 22,2°C à 6 heures. À Bierset, où la nuit est restée assez chaude, on observe quand même une petite hausse supplémentaire entre 4 et 5 heures, avec une température passant de 21,8°C à 23,3°C.
D’où nous viennent ces curieux phénomènes ?
Trois situations différentes peuvent générer ces hausses nocturnes de la température :
- Un heat burst
- Un pseudo-fœhn
- Un meilleur brassage de l’air (vent) en présence d’une couche d’air chaud en altitude.
Les heat bursts
Un heat burst ? Qu’est ce que cela peut bien être ?
Les heat bursts se produisent dans des situations orageuses souvent en déliquescence, à partir de cumulonimbus à base élevée.
Au départ, ce n’est autre chose qu’une rafale descendante. Celle-ci se transforme en heat burst lorsque l’averse, en provenance d’un cumulonimbus à base élevée, doit traverser une épaisse couche d’air sec qui est située en dessous du nuage et qui entraîne l’évaporation des précipitations (virga).
Nous avons donc, dans un premier temps, de l’air froid entraîné vers le bas par l’averse, comme dans n’importe quel orage. Cet air, en raison de l’intense évaporation des précipitations dans l’air sec, devient nettement plus froid que l’air environnant, ce qui accélère encore sa chute. Seulement, une fois l’averse évaporée, l’air passe de l’adiabatique humide à l’adiabatique sèche et se réchauffe dans sa chute de 1°C par 100 mètres. Pour finir, cet air devient alors plus chaud que l’air environnant. Cependant, par inertie, l’air continue sa chute pendant un certain temps encore et atteint parfois le sol. Dans ce cas, classiquement, cet air est de 7 à 8°C plus chaud que l’air environnant mais, dans les cas extrêmes, peut devenir plus chaud de plus de 10°C.
Le heat burst, en touchant le sol, se comporte alors comme n’importe quelle rafale descendante en s’étalant dans tous les sens. Le vent augmente donc brusquement pour l’observateur au sol, sauf que contrairement à un orage classique, l’air n’est pas frais et humide, mais chaud et sec.
Comme nous le voyons sur le schéma, l’air de la rafale descendant est effectivement plus frais que l’air environnant au départ. Et ce n’est souvent que dans les basses couches qu’il acquiert une température plus élevée, mais il continue à descendre par inertie. La différence avec l’air environnant devient surtout grande lors que le courant descendant perce l’inversion nocturne. Le cumulonimbus, quant à lui, est en fin de vie et sa base est très élevée.
Un heat burst reste un phénomène rare en Europe, mais il est plus fréquent dans d’autres parties du monde, comme par exemple dans les plaines centrales des États-Unis. Dans les pays désertiques, des heat bursts « brûlantes » sont même possibles lorsque des restants de zone orageuse arrivent jusque là. Toutefois il faut se méfier de certains témoignages, qui semblent tout à fait exagérés. On raconte notamment que la température aurait atteint 87°C en Iran en juin 1967.
Des cas plus réalistes, rapportés des grandes plaines américaines, font état d’une montée nocturne des températures de 25 à 33°C en Oklahoma ou de 22 à 33°C au Kansas. Les hausses de 22 à 36°C au Texas et de 24 à 38°C au Dakota du Sud sont également homologuées.
En Belgique, aucun cas de heat burst n’est encore recensé officiellement, mais il s’en est déjà produit non loin de notre pays, en France notamment.
Le 24 août 2023, plusieurs « Heat Bursts » remarquables se produisent du côté de Poitiers en fin de nuit et en début de matinée. D’abord à la station privée de Vouillé, juste à l’est de Niort, la température monte brusquement de 27,4°C (6h00) à 34,6°C (6h30) alors qu’à la station officielle de l’aérodrome de Niort-Souche, un maximum de 34,0°C est observé peu avant 7h00 avec une humidité en chute libre. Il est curieux de constater que tout près de là, au centre de Niort, il n’y a pour ainsi dire aucune trace de ce heat burst.
Un peu au sud-ouest de Thénezay (près de Poitiers), un autre heat burst se produit peu après 8 heures, avec une température montant brusquement de 24,3°C (7h48) à 35,7°C (8h12) sous des rafales de vent atteignant jusqu’à 102 km/h ! Une station de Météo France juste au nord de Thénezay enregistre même 36,2°C dans le même créneau horaire. À Poitiers même, pas la moindre trace de cet événement, ce qui prouve à quel point ces phénomènes sont locaux.
Dans l’extrême sud de la France, au Cap Béar, le heat burst de la nuit du 14 au 15 juin 2022 est encore pire. Là, la température passe de 21,7 à 37,0°C (pic atteint à 2h26 du matin) sous des rafales jusqu’à 154 km/h (!) et une humidité relative chutant de 79% à 16%.
Plus près de nous, à Troyes, la température monte brusquement au beau milieu de la nuit du 16 au 17 juillet 2015 pour passer de 24,0°C (0h00) à 34,5°C (entre 0h30 et 1h00), avec une humidité en chute libre et des rafales jusqu’à 69 km/h.
En Belgique, un seul cas quelque peu suspect de heat burst s’est produit dans l’extrême nord-ouest du pays, du côté de Zelzate, avec une pointe de 36°C le 25 juillet 2019 peu après 23 heures. Cependant, le contexte général était déjà fort chaud (on venait d’atteindre les 40°C en journée pour la première fois) et la hausse s’était faite à partir d’une température qui était déjà de 33°C. Il n’est donc pas clair, ici, qu’il s’agisse vraiment d’un heat burst.
Le pseudo-fœhn
Le pseudo-fœhn a toujours existé en Belgique et se produit le plus souvent sur la bordure nord du plateau des Hautes-Fagnes et dans certaines vallées, également situées au nord de nos reliefs. Il s’agit d’un phénomène avant tout hivernal, mais qui peut également se produire en été, mais alors la nuit.
En raison du réchauffement climatique, ce phénomène a gagné en amplitude pour deux raisons :
1° La température a augmenté à tous les niveaux de la troposphère.
2° La subsidence anticyclonique s’est renforcée dans des situations de blocage plus marquées qu’avant.
Commençons par les situations d’hiver.
L’inversion de subsidence, en hiver, est souvent fort basse et nos plus hauts sommets se retrouvent au-dessus de l’inversion, dans un air (parfois fortement) réchauffé de façon adiabatique par subsidence anticyclonique. Dans le temps, il était classique d’observer 10 à 11°C sur le plateau fagnard, et parfois aussi ardennais, pendant qu’il continuait à geler en Basse et Moyenne Belgique. De nos jours, le phénomène existe toujours, mais ce sont des 13 à 14°C, voire plus, qui sont observés sur les hauts plateaux, alors qu’en plaine l’air est désormais moins froid aussi (mais toujours plus froid que sur les plateaux).
Lorsqu’un petit vent se met à souffler, l’air doux déborde des plateaux, généralement vers le nord, et s’engouffre dans les vallées en collant un certain moment aux pentes. Cet air se réchauffe alors de 1°C par 100 mètres et devient plus chaud que l’air environnant, mais continue à descendre parce qu’il colle aux pentes. Dans certains cas, il descend même jusque presque tout en bas, c’est-à-dire jusqu’à des localités situées à près de 200 mètres d’altitude. Cela signifie, en d’autres termes, que l’air se réchauffe de quelques 5°C en dévalant les pentes (700 m 200m).
Comme les températures étaient déjà élevées au départ, elles deviennent extrêmes au nord des Hauts-Plateaux. C’est le cas, par exemple, le 12 novembre 2022, où des valeurs de 16 à 17°C sont observées dans les Hautes-Fagnes, mais plus de 20°C du côté de Verviers et de Plombières (20,7°C à Stembert et 20,2°C à Gemmenich). Ce jour-là, le même phénomène se produit également au nord du massif ardennais avec presque 20°C entre Andenne et Namur.
Pendant les nuits d’été, c’est exactement le même phénomène qui peut se produire. Les plaines et les vallées se refroidissent alors que les Hauts-Plateaux restent dans l’air chaud. Si le vent se met à souffler un brin plus fort, l’air dégringole des plateaux en collant aux pentes et en se réchauffant de 1°C par 100 mètres et… en remplaçant (parfois de façon abrupte) l’air frais des vallées et des creux.
C’est ce qui se passe dans notre exemple à Membach, cité plus haut. Dans la masse d’air chaud, la température reste élevée sur le plateau des Hautes-Fagnes avec 22,6°C à Mont-Rigi à 1 heure. Pendant ce temps, l’air se refroidit dans les vallées, avec des températures déjà situées (bien) en dessous des 20°C. Puis brusquement, l’air déborde du plateau et s’engouffre dans les vallées en y chassant l’air plus frais qui s’y trouve. À Membach (252 mètres d’altitude), il fait soudain presque 5°C plus chaud que sur les Hautes-Fagnes : 27,5°C pour 18,3°C 1 heure plus tôt.
La même nuit, le phénomène se produit aussi dans la cuvette du Camp Militaire d’Elsenborn, mais à une échelle plus réduite, avec une température passant de 17,4°C à 22,7°C entre 0 et 1 heure.
Le brassage de l’air
Il s’agit d’un phénomène pas très différent du précédent – le pseudo-fœhn –, sauf qu’il est généralement moins brusque puisqu’il s’agit d’un mélange progressif entre l’air froid et d’air chaud.
Ici aussi, c’est un phénomène qui se produit essentiellement en hiver, ou alors la nuit si c’est aux autres saisons. Mais cette fois-ci, il ne se limite pas au versant nord des massifs ardennais et fagnard, mais peut concerner toute la Belgique.
Nous sommes ici dans un cas d’advection d’air très chaud, avec des températures qui ont déjà été très élevées en journée. Mais, dans un premier temps, le mouvement de l’air est encore insuffisant pour empêcher le refroidissement nocturne de l’air au contact du sol froid.
Nous avons donc dans les vallées, mais aussi en plaine un air nocturne raisonnablement frais malgré la canicule en journée. Mais les sondages atmosphériques vont révéler qu’à quelques centaines, voire quelques dizaines de mètres à peine au-dessus du sol, l’air demeure très chaud.
La nuit du 16 au 17 juillet 2015, alors qu’un heat burst se produit à Troyes, notre pays est aussi confronté à de brusques hausses de la température nocturne, mais qui sont liées à une tout autre raison.
À Beauvechain, par exemple, la température passe de 20,4 à 24,1°C entre 4 et 5 heures du matin, avec un vent qui augmente un peu (de 11-14 km/h à 18-22 km/h). Le sondage atmosphérique, quant à lui, révèle la présence d’une couche d’air chaud à 28°C à 450 mètres d’altitude (soit à quelques 330 mètres au-dessus du sol de Beauvechain). Dans l’air calme, la couche d’air en contact avec le sol refroidi pouvait se refroidir à son tour, mais avec le vent plus fort et une certaine turbulence (rafales de 30 à 40 km/h), cet air plus froid a fini par se mélanger, au moins partiellement, avec l’air chaud en altitude, d’où cette augmentation de la température de plusieurs degrés.
On retrouve une situation presque similaire à Ernage, où le vent a augmenté dans les mêmes proportions. À Humain, avec un vent souffle plus fort, la température s’est maintenue à 26°C de 2 à 5 heures du matin. Toutefois on n’arrive pas aux températures exorbitantes que peut produire un pseudo-fœhn.
Des hausses de températures, cette nuit-là, s’observent à des degrés divers dans toute la Belgique. À Bierset, cela se produit même tard dans la nuit, ou plutôt aux petites heures, avec un « Metar » qui donne 27°C à 5h20 (pour 25°C à 4h00).
On peut donc dire qu’il s’agit d’un phénomène à grande échelle, contrairement au heat burst et au pseudo-fœhn.
Quelques critères pour faire la distinction entre ces phénomènes
Le heat burst, répétons-le, est un phénomène relativement bref. Surtout la phase des températures extrêmes, avec vent fort, chaud et sec, ne dure que quelques dizaines de minutes. Par après, la baisse des températures est souvent (mais pas toujours) plus lente que la hausse avant l’événement. Mais tout au plus après quelques heures, la température et l’humidité reprennent des valeurs proches de celles qu’elles avaient avant le heat burst.
Le heat burst est aussi un phénomène (très) local. À Troyes (nuit du 16 au 17 juillet 2015), le heat burst est surtout ressenti à l’aéroport de Troyes-Barberey. Le centre-ville de Troyes, pourtant situé qu’à quelques 3,5 km au sud-est de là, ne voit trace du phénomène. À Saint-Lyé, également à 3,5 km mais au nord, le heat burst est certes perçu, mais de façon plus faible. À Mergey, à 6 km au nord, une petite hausse de la température, de 3°C, a encore lieu, avec une juste une petite baisse de l’humidité.
Le très puissant heat burst du Cap Béar (nuit du 14 au 15 juin 2022) a une plus grande étendue, de quelques 60-70 km. Parti de Roses, en Espagne, il finit par atteindre Rivesaltes, au nord de Perpignan, qui est la dernière localité à encore en ressentir (un peu) les effets. Ce cas extrême pourrait presque être rangé dans la méso-échelle.
Très rarement, on peut même avoir plusieurs heat bursts dans une même région. Comme déjà évoqué plus haut, cela s’est vu près Poitiers (matin du 24 août 2023). Un premier heat burst se déclare à Vouillé et Niort-Souche avec 34-35°C entre 6h30 et 7h00 du matin, un second heat burst se déclare à son tour à Thézenay, à quelques 50 km au nord-est, avec 36°C peu après 8 heures du matin. Une troisième hausse des températures, sur une région plus étendue, intervient entre 9h30 et 10h00, avec à nouveau des températures jusqu’à 35°C, mais là, il devient plus difficile d’établir s’il s’agit réellement d’un heat burst.
En tout cas, les heat bursts s’accompagnent toujours d’une tendance orageuse. Il n’est d’ailleurs pas rare de voir des altocumulus castellanus la veille. Lors du heat burst de Troyes, une activité orageuse est confirmée dans la région par « Blitzortung ». Quelques stations de la région signalent du tonnerre ou des éclairs perceptibles, mais sans précipitations. Dans le cas du Cap Béar, une intense activité orageuse est observée à l’ouest de la zone du heat burst, mais avec quelques impacts qui sont très poches. Dans le cas de Poitiers, l’activité orageuse est plus disparate mais bien présente. Elle s’intensifiera peu après, mais ne mettra toujours pas fin à la canicule. Cela ne se fera que le lendemain.
Le pseudo-fœhn se passe sous des conditions plus anticycloniques, même si des altocumulus castellanus ne sont pas exclus dans le ciel en pareil cas. Le pseudo-fœhn ne se produit que là où il y a des reliefs. Le point commun avec le vrai fœhn, c’est que l’air se réchauffe de 1°C par 100 mètres en dévalant les pentes. La différence : le vrai fœhn est plutôt dépressionnaire et a besoin de montagnes plus hautes, capables d’arrêter les pluies, avec une adiabatique humide (≈ 0,5°C par 100 m) au versant au vent et une adiabatique sèche (1°C par 100 m) au versant sous le vent, d’où le réchauffement.
Le pseudo-fœhn n’a pas besoin de précipitations. C’est simplement de l’air déjà chaud situé au-dessus de l’inversion, qui dévale les pentes et s’engouffre en dessous de l’inversion par le jeu des reliefs et du vent qui augmente quelque peu.
La montée de la température peut être brutale lorsque l’air chaud descendant rencontre l’air froid de la vallée. Si le relief s’y prête, il peut également y avoir des couloirs d’accélération avec des vents forts à l’échelon local. Dans l’ensemble toutefois, il ne s’agit que d’une petite augmentation du vent.
Le brassage de l’air est généralement moins extrême, mais surprenant quand même lorsque la température remonte en pleine nuit. Dans quelques cas cependant, cela peut aussi se passer de façon abrupte parce que le vent général augmente de façon abrupte aussi. C’est alors le signe de l’approche d’une perturbation, souvent sous forme de front froid ou de ligne de convergence préfrontale. L’orage peut rapidement gronder dans ce cas et le réchauffement nocturne ne sera que de courte durée.
Conclusion
Les phénomènes caniculaires nocturnes ont toujours existé, mais ils n’appartenaient pas vraiment à nos latitudes. Il est vrai cependant que certains de ces phénomènes, jadis, ont très bien pu passer sous les radars. Le réseau d’observations était moins dense (pas ou peu de stations météo privées complétant les observations officielles) et les réseaux sociaux, permettant de rapidement communiquer sur ces phénomènes, n’existaient pas encore.
On entendait bien dire parfois le soir, à la sortie d’un cinéma ou d’un restaurant, des phrases comme : « C’est curieux, on dirait qu’il fait plus chaud maintenant que tantôt ! » Quelques-unes de ces hausses nocturnes de la température ont même été enregistrées, comme celles de la nuit du 31 juillet au 1er août 1983 et celles de la nuit du 8 au 9 août 1992. Mais elles étaient bien moins spectaculaires que celles d’aujourd’hui.
Le réchauffement climatique a bien sûr son rôle à jour dans cette évolution, non seulement de manière directe par l’augmentation générale de la température, mais aussi de manière indirecte. L’amplification et l’allongement des situations de blocage permettent l’acheminement de plus en plus fréquent et massif d’air d’origine tropicale, ainsi qu’une plus forte subsidence au sein des crêtes anticycloniques. Les deux peuvent mener à des températures inédites en altitude, comme nous en a pu constater au cours des dernières années. Aux niveaux 850 et 700 hPa, des records ont tout simplement été pulvérisés.
Lorsque la situation s’y prête, le pseudo-fœhn ou le brassage de l’atmosphère – lorsque le vent se lève – amènent alors en surface des températures nocturnes comme on n’en a jamais vu auparavant. Quant aux heat bursts purs et durs, ils remontent de plus en plus vers le nord et, même si le phénomène n’a pas encore été observé (avec certitude) en Belgique, il ne tardera sans doute plus à se produire chez nous aussi.
Sources
IRM Données de températures, précipitations, etc.
Infoclimat Données de températures, précipitations, etc.
Kachelmann Wetter Données de températures, précipitations, etc.
Wunderground Données de stations privées
Canal 32 Heat Burst de Troyes
Météo Paris Heat Burst du Cap Béar
Kéraunos Heat Bursts de Vouillé et de Thénezay
University of Wyoming Sondages atmosphériques
