Onde de tempête - Définition

Introduction

Effet d'une onde de tempête

Une onde de tempête est le rehaussement du niveau de la mer sur la côte causé par les vents d'une importante dépression qui pousse sur la surface de l'océan ou d'un lac. Il en résulte un empilement de l'eau. Elle peut être accentué encore plus par la pression centrale du système qui cause un pompage d'Ekman et la forme du fond marin. En général, ce phénomène est associé aux cyclones tropicaux mais va également se produire avec les fortes dépressions des latitudes moyennes, surtout celles en développement rapide (les bombes) hivernal.

Les ondes de tempête sont particulièrement dangereuses quand elles surviennent en conjonction avec la marée haute. On a alors une addition du niveau des eaux. La prévision du niveau qu'atteindra la marée de tempête est donc dépendante de la synchronisation de l'arrivée des deux phénomènes.

Mécanisme

Diagramme illustrant la formation d'une onde de tempête par un cyclone tropical

Au moins cinq facteurs influencent les ondes de tempêtes: la pression atmosphérique centrale de la dépression, les vents, la rotation de la Terre, la configuration du fond marin et la marée (Harris 1963).

1. Le vent: en se déplaçant, l'air agit par friction sur la surface de la mer. Cet effet crée une accumulation d'eau dans les régions sous le vent, similaire à celui qui crée un effet de seiche, qui est inversement proportionnel à la profondeur (Harris 1963). Le vent est le principal facteur dans la création des ondes de tempêtes et plus il s'exerce sur une grande distance plus l'effet sera important.
2. Pression centrale: la pression étant plus faible au centre de la dépression, la colonne d'air exerce un poids moindre sur la mer à cet endroit qu'à l'extérieur de la dépression. Pour égaliser les pressions dans l'eau, le niveau de la mer sera plus élevé au centre de la dépression comme le mercure montant dans un baromètre. Une règle empirique simple dit que pour estimer le rôle de la basse pression dans la formation d'une onde de tempête : une élévation supérieure de 1 cm à celle prévue normalement en fonction de la marée pour chaque hectopascal en dessous de la pression atmosphérique normale de 1013 hectopascals (hPa).. Par exemple dans le cas de l'ouragan Juan, la variation due à sa pression centrale de 974 hPa était de 39 cm des 150 cm notés de l'onde de tempête à Halifax (Canada).
3. Rotation de la Terre: les vents tournant autour d'une dépression déplacent la surface de la mer. La force de Coriolis dévie ce mouvement vers l'extérieur d'une dépression ce qui crée une onde par transport d'Ekman qui s'ajoute à celle créée par la pression.
4. La profondeur du fond marin: l'onde qui arrive de l'océan déplace un certain volume d'eau. Lorsqu'elle entre dans une zone où le fond marin s'élève ou dans une baie, le volume restant le même, la hauteur du niveau de la mer augmente sous forme de marée et de vagues. Plus la pente est raide, moins l'onde de tempête entrera dans les terres mais elle créera des vagues importantes. Inversement, une pente douce du plateau continental permettra à la mer d'entrer plus loin de la côte mais les vagues seront plus faibles.
5. L'onde de marée: la coïncidence entre l'arrivée de la marée et celle de l'onde de tempête augmente considérablement la hauteur du niveau de la mer. Si on affaire à une marée d'eau vive, l'effet est encore plus grand.

Une règle empirique permet d'évaluer la surcote du niveau de la mer dans une zone de basse pression par la formation d'une onde de tempête : une élévation supérieure de 1 cm à celle prévue normalement en fonction de la marée pour chaque hectopascal en dessous de la pression atmosphérique normale de 1013 hectopascals (hPa).. Cette évaluation est la combinaison des cinq phénomènes ci-dessus.