Tuto-météo : notions de météo en montagne

Nouveauté : nous vous proposons pour cette fin d'hiver 2019/2020 (très particulière ...) différents articles pour vous permettre d'en apprendre d'avantage, en tant que pratiquant ou curieux, sur la météo et le climat en montagne.

Dans ce troisième volet, nous allons évoquer les grands mécanismes de la météorologie en montagne. Bien évidemment nous présenterons dans un premier temps les éléments météorologiques de grand échelle avant de se concentrer sur ceux présents sur nos reliefs.

Comme vous le savez, et comme nous le répétons fréquemment, les conditions météorologiques sur Terre sont rythmées par le placement et l'évolution des deux grands centres d'actions que sont anticyclones et dépressions. 
Ils sont responsables du sens du vent, de son intensité, du déplacement des masses d'air et donc des perturbations . Les perturbations naissent en effet, en partie, du contraste entre l'air froid et l'air doux qui entraîne de la condensation (donc formation de nuages et précipitations potentielles). Condensation que vous pouvez vous même observer lorsqu'une casserole d'eau bouillante rencontre l'air plus frais présent au-dessus, ou lorsque vous soufflez sur le miroir de votre salle de bains. Bref, tous les paramètres météorologiques dépendent d'eux (cumuls de précipitations, températures, taux d'humidité, rafales de vent ... ).

La carte ci-dessous représente, à l'échelle du globe ces anticyclones (modélisés par "+") et ces dépressions (modélisées par "-"). Il s'agit ici d'un placement "moyen" qui évolue évidemment au fil des saisons, des semaines au cours d'une période voire même au jour le jour. Tant mieux, sinon la météorologie serait particulièrement monotone. Ces centres d'actions peuvent en effet se déplacer de plusieurs milliers de kilomètres notamment sous nos climats tempérés. 

C'est donc sur ces premiers éléments que nous allons nous attarder dans un premier temps, puis nous évoquerons des phénomènes météorologiques de plus petite échelle que nous évoquons fréquemment dans nos différents articles et qui ont des conséquences tout aussi importantes sur le temps en montagne : 

• orographie
• brises de pente
• effet de foehn
• la neige

La pression, qui représente le poids de l'air que nous avons au-dessus de nous, peut être soit élevée soit basse et se mesure en hectopascals. Typiquement, on considère que l'on parle de hautes-pressions (anticyclone), lorsque cette pression est supérieure à 1013 hectopascals et l'on parle de basses-pressions (dépression) lorsque cette pression est inférieure à 1013 hectopascals.

Anticyclones :

Dans l'hémisphère Nord, le vent tourne dans le sens des aiguilles d'une montre autour des anticyclones.  C'est l'inverse dans l'hémisphère Sud. 

Pour ce qui nous concerne : la carte ci-dessus témoigne d'un anticyclone présent couramment vers les Açores (le dit " anticyclone des Açores"). En période estivale il tend à, normalement, gagner plus largement l'Europe Occidentale ce qui nous garantit un temps plus sec et doux mais peut favoriser le développement des orages en montagne, nous y reviendrons plus tard. 
Revenons à la circulation en période froide (ce qui nous intéresse ici) d'octobre à avril grosso-modo. Ces hautes-pressions sont sensées fréquemment s'éloigner du pays et donc laisser place à des courants perturbés, alternant avec des accalmies, propices à des chutes de neige sur les reliefs. 
Mais, il est tout à fait possible comme on l'a dit précédemment, que cet anticyclone migre plus au Nord ou plus à l'Est. Dès lors les conditions peuvent évoluer (vague de froid possible) avec souvent un temps sec en raison d'un blocage anticyclonique. Ce type de temps s'est par exemple produit lors du mois de décembre 2016 (carte ci-dessous) où l'on retrouve durablement ces hautes-pressions, de l'ordre de 1030 à 1035 hectopascals, sur le pays. Lorsque ce type de temps s'installe durant plusieurs semaines, les conditions de ski puis l'enneigement global peuvent se dégrader. Du côté du ciel, on rencontre habituellement les traditionnelles mer de nuages, les inversions de températures, un manteau neigeux qui évolue peu au cœur de l'hiver en pentes Nord, des croûtes de regel de plus en plus marquée en pentes Sud et un cycle gel/dégel du manteau neigeux régulier dès que l'on gagne les mois de février ou mars.

Pour l'anecdote l'hiver 1963/1964, le moins bien enneige des 80 dernières années, a par exemple connu des conditions anticycloniques durables avec un cumul de neige famélique sur l'ensemble des stations du pays.

C'est en fait donc entre ces anticyclones et ces dépressions que le vent souffle, que les perturbations circulent. On parlera alors de "flux" ou de "courants" qui dépendent du placement de ces anticyclones et dépressions. Exemple : entre un anticyclone sur l'Espagne et la Méditerranée et des dépressions entre l'Angleterre et le Bénélux, le vent soufflera de l'Ouest vers l'Est. Nous évoquerons alors un flux, ou de courant d'Ouest. Il convient de préciser que, plus la différence de pressions entre l'anticyclone et la dépression est importante, plus le vent souffle fort. Les conséquences de tous ces types de courants sur l'enneigement des massifs ont été évoquées longuement lors de notre premier article en début de mois. 

I - Blocage orographique / Effet de foehn : 

Dès lors, une dépression ou une perturbation qui circule sur la France va t'elle produire des précipitations, et donc des chutes de neige en altitude, pour ce qui nous intéresse partout ?
Non. Et pour quelle raison ? Le relief va jouer ici un effet prépondérant. Vont en effet se mettre en place les traditionnels "blocage orographique" et "effet de foehn" que nous évoquons fréquemment lors de nos articles. Ils sont tout deux liés.

Les effets "orographie/effet de foehn" les plus courants rencontrés sur nos reliefs sont les suivants :

• un temps très perturbé sur les Alpes du Nord, où il se produit un blocage orographique, par flux de Nord-Ouest tandis que les Alpes du Sud (derrière les hauts-sommets des Ecrins) subissent un effet de foehn. C'est l'inverse lorsque le flux est au Sud. 
• de fortes chutes de neige sur les Pyrénées françaises lors d'un flux de Nord, par blocage orographique, tandis que les Pyrénées espagnoles sont au sec par effet de foehn à l'arrière des hauts-sommets de la chaîne. C'est l'inverse lorsque le flux est au Sud.

II - Les effets de pente et de vallée : 

Mais, à plus petite échelle, le relief a également une incidence : 

> Sur le vent. Celui-ci peut en effet être freiné par un relief (position d'abri derrière une montagne par exemple) ou être accéléré. On parle par exemple d'effet venturi où le vent se renforce en rencontrant un col ou en s'engouffrant dans une vallée par exemple. Le relief exacerbe souvent les phénomènes venteux. De violentes rafales peuvent être relevées sur un sommet exposé (100-150 km/h) tandis que le souffle peut être à peine perceptible quelques dizaines de mètres plus bas à l'abri de ce même relief. Par ailleurs, le relief peut créer lui même son propre vent comme l'illustration ci-dessous le schématise. 

Par temps calme, souvent anticyclonique donc, le vent est généralement absent. Mais, lorsque le soleil réchauffe les pentes l'air plus doux (donc plus léger) à tendance à s'élever le long du versant sous l'effet de ce réchauffement. Se forment alors ce que l'on appelle les brises de pente. Avec cet air qui s'élève, il peut ici atteindre son point de condensation en rencontrant de l'air plus frais présent en altitude. Se forment alors des orages sur le relief au fil de la journée, qui touchent peu les plaines.
Nous développons peu ce phénomène ici car il se produit plutôt en période printanière ou estivale, favorisant alors la pratique de sport de type parapente. Le manteau neigeux limite souvent d'ailleurs les brises de pente ascendantes puisqu'il tempère le réchauffement journalier du versant par rapport à la vallée où la neige est absente.

> Sur le type de précipitations. Les vallées encaissées, abritées par les reliefs, peuvent se révéler des véritables pièges à air froid lorsque celui-ci est installé. Ainsi, lorsque une perturbation est accompagnée d'un redoux elle ne donne pas forcément tout de suite de la pluie partout. Des effets de reliefs et de vallées vont entrer en jeu. L'air froid, bloqué entre des sommets, peine parfois à s'évacuer et permet aux chutes de neige de se maintenir durablement dans une vallée pendant qu'il pleut jusque très haut dans la vallée voisine, plus ouverte. 

En France, les vallées encaissées les plus connues (où le froid tient le plus durablement à l'approche d'une perturbation) se situent du côté du Val d'Arly, de la Haute-Tarentaise, de la Clarée, de la Vallouise ...

III - La neige :

Cela nous emmène donc à ce que vous aimez par dessus tout et ce que vous venez souvent rechercher sur nos articles météo durant la saison de ski : la neige. 
Vous le savez, pour la prévision nous utilisons des modèles qui ont pour but de simuler l'état de l'atmosphère. Ces ordinateurs, très puissants, vont projeter à l'aide de milliers d'observations récoltées à travers le globe ce qu'il devrait se produire sur une zone donnée dans quelques heures ou plusieurs jours. Il en ressort différentes cartes et scénarios, sur l'ensemble des paramètres 

Toutes ces modélisations qui sont très nombreuses sur le web ( la plupart des modèles numériques sont désormais en accès libre ) ne suffisent pas pour en tirer une prévision qui se rapproche du mieux possible de la réalité.

Il faut en effet une expertise humaine derrière qui permet de tenir compte des défauts de chaque modèle utilisé. Lorsque l'on parle de prévision des chutes de neige en montagne, un élément requiert une importance encore plus importante : c'est l'expérience du prévisionniste.

C'est en effet grâce à cela qu'il va pouvoir analyser et interpréter les modèles en y ajoutant son expertise et ses connaissances, géographiques notamment tant les effets de vallées et autres sont importants en montagne.

Bref, prenons l'exemple d'une modélisation de précipitations lors d'un épisode neigeux attendu en montagne :  

Le prévisionniste va s'aider de cette carte donc mais devra tenir compte de tous les éléments de massifs et de vallées qui sont inhérents à la prévision en montagne.

Pour la neige précisément : vous êtes nombreux à vous questionner à chaque épisode sur la correspondance entre le cumul de précipitations modélisé et la quantité neige.

Eléments de réponse : en moyenne, on considère qu'un millimètre d'eau équivaut à un centimètre de neige. Mais cette projection est théorique. Cela dépend en effet de la température. Grossièrement, plus la température est négative, plus le ratio augmente. A contrario, plus la température est élevée plus le ration diminue.

Dès lors, l'on peut considérer que par -5 degrés 1 mm de pluie équivaut à 1,5 cm de neige environ et, lors d'une chute de neige humide par 0/+1 degré 1 mm de pluie équivaut à 0,5 cm de neige.

Enfin, il convient également de tenir compte du tassement potentiel de cette couche de neige fraîche et du vent pour qu'il en ressorte une prévision expertisée relativement fiable.

Alors quel type de neige ? Là-aussi, évoquons grossièrement les différents types de neige tombant du ciel que l'on peut rencontrer :
- une neige sèche : elle se rencontre lorsqu'il fait très froid (en-dessous de -3/-2 degrés, pas de températures positives). C'est la meilleur neige pour un fort cumul mais elle se tasse rapidement, notamment en cas de redoux, puisqu'elle est chargée d'air.
- la neige humide : les flocons sont gorgés d'eaux. Ils peuvent être très gros donnant l'impression d'un fort cumul mais la neige est collante et c'est ici que l'on retrouve ce ratio 1 mm de pluie = 0,5 cm de neige.
- la neige soufflée : elle subit de fortes rafales de vent. Le cumul est très hétérogène en fonction des zones avec beaucoup de transport.
- la neige roulée : " particules de glace blanches et opaques, sphériques ou coniques ("boules de mimosa" caractéristiques des giboulées de mars, par temps frais). Elles tombent d'un cumulus ou cumulo-nimbus. La neige roulée tombe généralement sous forme d'averses, souvent mêlée à de la neige ou de la pluie. Leur diamètre est compris entre 1 et 5 mm. Le cristal de neige roulée est facilement écrasable ; il rebondit sur le sol en se brisant le plus souvent.

Lorsqu'on voit une chute de neige roulée, on a l'impression qu'il neige (ce qui est le cas puisque c'est de la neige givrée !). La neige roulée se forme en effet par captation de goutellettes nuageuses d'eau surfondue sur un cristal de glace " (définition retrouvée sur Infoclimat).

Enfin, une fois au sol, la neige va subir des transformations durant des jours et des jours en fonction de paramètres météorologiques et topographiques observés sur une zone (type de pente, températures attendues, cycle gel/dégel, pluie, fort ensoleillement ...). C'est alors là que la météorologie, science complexe, laisse la place à nivologie ... science tout aussi complexe. Le mélange des deux permettra alors l'élaboration de la fameuse prévision avalanche.