Entre tornades et tornades, la science des tornades s’est beaucoup améliorée en trois décennies

Entre Tornade et TornadesLa science des tornades a beaucoup progressé en trois décennies

Par Max Springer

« Dorothy » a été délibérément jetée à la poubelle par une tornade de catégorie F5 en Oklahoma il y a environ 30 ans dans le film catastrophe classique Tornade. Le film a suivi Des scientifiques chasseurs d’orages essayant d’utiliser cet appareil spécial (un appareil météorologique contenant des centaines de capteurs et nommé d’après l’ingénieuse tornade-jockey de Le magicien d’Oz) pour comprendre le fonctionnement interne de l’un des phénomènes les plus effrayants de la nature. Sa suite autonome vient de sortir, Tornades, suit une autre bande de chasseurs de tempêtes qui veulent réellement perturber et dissiper ces phénomènes monstrueux avec la technologie et les connaissances d’aujourd’hui.

La comparaison des deux films montre à quel point science des tornades a changé depuis le film original, qui mettait en scène des technologies radar et informatiques désormais obsolètes. « Nous avons parcouru un long chemin depuis (Tornade), explique Elizabeth Smith, chercheuse en météorologie au National Severe Storms Laboratory (NSSL) de la National Oceanic and Atmospheric Administration. Et une grande partie de ces progrès est le fruit de ce qu’elle appelle « la somme totale de changements progressifs », et non de projets singuliers comme ceux décrits dans le film original. Certaines avancées réalisées depuis lors ont transformé la fiction en réalité au fil des décennies, permettant au dernier film d’explorer des possibilités encore plus vastes en matière de gestion et de réponse aux événements météorologiques dangereux.

Dans le film original de 1996, le personnage d’Helen Hunt, Jo Harding, souhaitait augmenter le délai d’alerte des tornades de trois à quinze minutes en recueillant des données à l’intérieur d’un entonnoir nuageux pour mieux comprendre leur fonctionnement. Et au fil des décennies, ce rêve de science-fiction est devenu réalité. « Aujourd’hui, lorsque nous émettons une alerte, le délai moyen est de quinze minutes », explique Harold Brooks, chercheur principal au NSSL. Bien que cela puisse sembler une augmentation mineure dans le grand schéma des choses, cela donne beaucoup plus de temps aux gens pour se mettre à l’abri.

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Cette amélioration est le fruit de diverses nouvelles technologies, notamment des relevés radar plus détaillés et des ordinateurs plus puissants. Mais selon Smith, le développement le plus crucial est celui des modèles informatiques qui peuvent représenter les tempêtes avec beaucoup plus de détails et traiter les observations beaucoup plus rapidement et avec beaucoup plus de précision pour mieux prédire ce que ces tempêtes feront.

Les premiers travaux de modélisation se concentraient sur la création d’un rendu numérique d’une tempête à partir de données d’observation, un peu comme la mission de Dorothy. Mais les simulations de tornades actuelles montrent en réalité des aspects jamais observés auparavant de la structure des tornades dans différentes simulations. Les chasseurs de tempêtes ont ensuite validé ces phénomènes sur le terrain. « Au lieu d’essayer de sortir et d’échantillonner quelque chose pour le représenter dans le modèle, c’est l’inverse qui se produit maintenant », explique Smith. « C’est un énorme changement de paradigme. »

Les modèles de prévision modernes prévoient parfois même que les tornades toucheront le sol plus d’une heure à l’avance. Ce délai d’alerte prolongé n’est cependant pas toujours utile. « Les gens ont tendance à donner la priorité à d’autres activités plutôt qu’à la sécurité immédiate avec une ou deux heures de préavis, ce qui n’est pas la réaction que nous souhaitons », explique Sean Waugh, chercheur scientifique au NSSL. Une étude réalisée en 2011 par le biais d’enquêtes publiques a révélé qu’environ 30 minutes est le délai d’alerte préféré, ce qui permet de trouver un équilibre entre l’urgence et le temps nécessaire pour se mettre en sécurité.

Grâce à cette modélisation informatique améliorée, le centre de prévision des tempêtes du National Weather Service, qui émet des alertes et des avertissements de tornades, peut localiser les lieux avec précision, au lieu d’émettre les anciennes alertes à l’échelle du comté qui atteignaient souvent des personnes éloignées de toute menace de tornade. En réduisant les fausses alertes grâce à des avertissements plus précis, ces innovations contribuent à maintenir la vigilance du public. Et maintenant, les prévisionnistes expérimentent des techniques informatiques avancées, telles que l’apprentissage automatique, dans l’espoir de pouvoir analyser de grandes quantités de données encore plus rapidement et avec plus de précision afin d’améliorer encore les délais et la précision des alertes.

Les recherches sur les tornades par observation se sont également orientées vers les structures tridimensionnelles des tempêtes à plus grande échelle. Des technologies clés telles que le lidar (détection et télémétrie par la lumière) sont devenues essentielles. Ces outils permettent aux chercheurs de cartographier les structures complexes et en constante évolution des plus grosses tempêtes qui produisent des tornades pour essayer de comprendre pourquoi des conditions environnementales similaires peuvent déclencher une tornade dans une tempête mais pas dans une autre à proximité. Cette complexité met en évidence les limites de la collecte de points de données individuels au sein des tempêtes (une approche qui a été illustrée de manière spectaculaire dans Tornade « Il se passe tellement de choses dans un si petit espace, et nous devons tout voir en même temps pour pouvoir comprendre ce qui se passe », explique Waugh.

Les scientifiques du nouveau film vont au-delà de l’objectif d’améliorer les alertes pour explorer l’idée de perturber une tornade. En réalité, la science derrière un tel exploit reste hors de portée. Le concept de neutralisation délibérée d’une tornade est théoriquement possible, explique Brooks, mais l’énergie contenue dans une tornade est immense ; perturber une véritable tornade nécessiterait un apport d’énergie à une échelle qui n’est ni physiquement ni pratiquement réalisable. « En termes d’énergie, une tornade libère environ l’équivalent d’une bombe atomique chaque seconde, et un orage peut libérer l’énergie de dizaines de bombes à hydrogène par seconde », explique-t-il.

Même si les humains parvenaient à neutraliser une tornade, les conditions atmosphériques qui ont donné naissance à la tempête persisteraient, ce qui pourrait conduire à la formation immédiate d’une autre. En termes relatifs, « une tornade n’est rien d’autre qu’un pet brûlé dans la tempête », explique Brooks. Waugh estime que la neutralisation d’une tornade est une idée tentante à explorer, mais en fin de compte, « les humains ne sont pas censés jouer les dieux avec ce type de phénomènes naturels. Notre objectif devrait plutôt être de renforcer la résilience et d’améliorer la protection des populations face à de tels événements ».

Bien que les données scientifiques présentées dans le nouveau film soient, à certains égards, tirées par les cheveux, les avancées technologiques et scientifiques bien réelles et stupéfiantes de la météorologie moderne auraient pu sembler de la science-fiction à Jo Harding et à son équipe. Et ces avancées ne sont pas seulement importantes pour la météorologie ou pour le spectacle hollywoodien, elles ont également sauvé d’innombrables vies. « Ce travail a un impact sur la vie quotidienne », déclare Smith, « et cela vous permet de garder les pieds sur terre. »