Office fédéral de météorologie et de climatologie MétéoSuisse

Actualités météorologiques

6 janvier 2006, Dean Gill et Christophe Salamin

 

Pluies verglaçantes des 30/31 décembre 2005

 

Les pluies verglaçantes telles qu'elles se sont produites dans la nuit du 30 au 31 décembre 2005 constituent un événement relativement rare en Suisse. Voci une brève description du phénomène et quelques explications permettant d'en mieux saisir la singularité.

 

Contexte météorologique

Le vendredi 30 au matin, les températures furent très basses sur l'ensemble de la Suisse avec des minima compris entre -10 et -15 degrés sur le Plateau et jusqu'à -35,9 à la Brévine. Les températures sur la France furent également particulièrement intéressantes du fait qu'elles donnèrent une idée de la qualité de la masse d'air advectée vers la Suisse. Elles furent partout négatives avec -12° à Lyon, -9° à Clermont, -7 à Orange, -4 à Montpellier, -1 à -3 à Paris et sur l'ouest de la France en général. Seul le littoral atlantique échappa au gel, mais l'intérieur des terres très proches était rapidement concerné : 12° à Brest mais déjà 0° à Rennes.
A 12 heures, l'analyse au sol révèlait une profonde dépression centrée au sud de l'Islande. Le système frontal qui lui était lié avait déjà abordé les Iles britanniques et l'ouest de la France avec un point triple se situant sur l'Ile de Man. Le secteur chaud était encore bien ouvert et affichait des températures très douces, souvent supérieures à 12 degrés. Le contraste thermique de part et d'autre du front chaud était saisissant: il faisait encore -3 degrés à Paris par vent de sud-sud-est à 15 noeuds et des chutes de neige modérées, alors que l'on mesurait 12 degrés à Brest par vent d'ouest-sud-ouest à 15 noeuds et du crachin. Sur la Suisse et l'est de la France, l'évolution thermique fut faible depuis le matin, les températures demeurant largement négatives, comprises dans une fourchette entre -4 et -7 degrés.
Plus à l'ouest, au niveau du front froid, le contraste thermique fut nettement moins marqué car l'air polaire s'était réchauffé sur la surface de l'océan. Même si ce front froid finira par rattraper le front chaud pour former une occlusion, celle-ci sera nettement à caractère de front chaud avec des températures largement positives.
En altitude, à 500hPa, un système dépressionnaire complexe recouvrait une bonne partie de l'Europe. Nous retrouvons le minimum dépressionnaire au sud de l'Islande ainsi que d'autres centres secondaires sur la Scandinavie et l'Autriche. Sur le flanc sud de ce système, un puissant flux zonal avec des vitesses supérieures à 50Kt circulait du proche Atlantique à la façade ouest de la France et aux Iles britanniques, pour s'incurver ensuite vers le sud-est en direction de la Méditerranée. La courbure était donc légèrement anticyclonique au niveau de la France, juste à l'avant du front chaud.
A 300hPa, le tracé du flux de composante ouest était le même qu'à la surface 500hPa, avec toutefois des vitesses de vent comprises entre 60 et 120Kt. Au dessus de la Suisse, les vents sufflaient du nord-ouest et atteignaient 100Kt.
L'analyse des différents sondages montrait des basses couches encore froides mais une puissante advection d'air chaud se dessinait en altitude (cf ci-dessous). Le sondage de Brest, déjà dans le secteur chaud, donnait une limite du zéro degré voisine de 2500 mètres !
A Trappes (région parisienne) il faisait -3 degrés au sol mais déjà 0 degré à 1000 mètres, et le processus de réchauffement se poursuivait en altitude. Rapidement, les températures devinrent positives entre 1000 et 2000 mètres alors qu'en basse couche il gelait toujours ; de ce fait, la pluie verglaçante remplaça peu à peu la neige sur la moitié ouest de la France avec une ampleur tout à fait exceptionnelle. Plus à l'est, sur une bande allant de la Belgique au sud du Massif central, la neige blanchissait le sol.
Entraîné par les forts vents d'altitude, le système perturbé se décala vers l'est et la zone neigeuse atteignit l'extrême ouest de la Suisse vers 17h30 locale, pour traverser l'ensemble du pays dans la nuit.

 

Carte des masses d'air

Carte des masses d'air tirée du modèle aLMo du 29.12.05 à 00Z pour l'échéance du samedi 31 décembre 05 à 00Z

850hPa.jpeg, 366 KB
L'image ci-dessus (illustrant le niveau 850 hPa, soit environ 1300 m) montre bien - en bleu ciel - l'air chaud correspondant au "secteur chaud" de la perturbation. En vert, nous avons l'air froid précédant et suivant ce secteur chaud. le gradient de pression très serré, illustré par les lignes isobars, donne une idée des vents forts (rafales supérieures à 70 km/h) liés à cette advection.

 

Observations

La perturbation atteignit l'ouest de la Suisse vers 17h30 locales en provoquant des chutes de neige jusqu'en plaine. La neige gagna rapidement l'ensemble de la Suisse romande ainsi que le Valais. A partir de 22h00, de la pluie verglaçante fit son apparition sur certains secteurs du Plateau et du bassin lémanique. En Ajoie, les précipitations se firent sous forme de pluie verglaçante le 30 en fin d'après-midi déjà.
Sur les crêtes du Jura, la neige fit peu à peu place à la pluie jusque vers 1400 mètres. En Valais central, les précipitations restèrent sous forme neige plus longtemps et ce n'est qu'en fin de nuit que la pluie verglaçante prit le relais.
Sur le Plateau, le lac d'air froid résista jusqu'en milieu de nuit, avant d'être balayé par de l'air plus doux. Dans les vallées alpines, il sera délogé plus difficilement.

 

Evolution des températures, des précipitaitons et des vents durant l'événement

Evolutions des températures, des précipitations et des vents pour certaines stations de plaine durant l'événement.

graphiques.jpeg, 600 KB
Les graphiques ci-dessus mettent bien en évidence plusieurs phénomènes:

tout d'abord les températures à Fahy sont en hausse bien avant les températures du Plateau. Les thermomètres affichent ainsi des valeurs positives en Ajoie vers 20h30 déjà, alors qu'il faudra attendre environ 23h00 ou 23h30 pour Neuchâtel et Payerne.

A la station de Pully, on constate la persistance de températures voisines de 0 degré jusque vers 02h00 du matin, ce qui signifie une prédominance des chutes de neige jusque tard dans la nuit, par rapport aux pluies verlgaçantes qui tombent depuis la veille en début de soirée dans l'arc jurassien. On remarquera également que ce maintien de températures très basses dans la région lausannoise coïncide avec l'absence de vent. Cela signifie que le lac d'air froid présent sur le Plateau a été évacué de manière très aléatoire d'une région à l'autre.

Pour la station de Fahy, l'augmentation de la vitesse du vent coïncide avec une élévation rapide des températures (remarquer la simultanéité des pics de températures et de vitesse des vents entre 17h00 et 20h00); ceci illustre le fait que ces rafales correspondent à l'afflux d'air chaud en provenance du sud-ouest. A l'inverse, à la station de Neuchâtel les températures restent négatives jusque vers 23h00 en dépit de rafales à plus de 20 km/h depuis 19h00 environ. En fait, entre 19h00 et 22h30 environ, le vent à Neuchâtel correspond à la mise en mouvement du lac d'air froid lui-même.

En Valais central, les températures resteront négatives jusqu'au samedi 31 en milieu de journée (station de Sion). La hausse très progressive des températures et l'absence de vent doivent être interprétés dans le sens d'un réchauffement de la masse d'air lié non pas à un afflux d'air chaud, mais à un dégagement de chaleur latente dû à la congélation des gouttes de pluies tombant dans le lac d'air froid.

 

Radiosondages de Payerne du 30.12.05 à 12Z et du 31.12.05 à 00Z

Radiosondages de Payerne du 30.12.05 à 12Z (en blanc) et du 31.12.05 à 00Z (en rouge)

sondages.jpeg, 153 KB
Les deux radiosondages représentés ci-dessus illustrent de manière éclatante le phénomène de la pluie verglaçante:
Le radiosondage du vendredi 30 décembre à 12Z (en blanc) montre un profile encore relativement sec (écart important entre la ligne de gauche (point de rosée) et la ligne de droite (température)), très froid (température de -7 degrés environ au sol), avec des vents faibles au-dessous de 3000 m environ.
Le radiosondage du samedi 31 décembre à minuit (en rouge) montre:

une humidification très marquée (courbe de gauche et de droite très rapprochées) de toute la colonne d'air liée à l'arrivée de la perturbation.

un réchauffement massif de l'ensemble de la masse d'air, aussi bien en altitude que dans les basses couches (déplacement du profil vertical vers la droite)

une augmentation très prononcée du vent de sud-ouest entre 1000 et 4000 m environ liée à l'advection chaude.

Un "nez chaud" (le profil des températures franchit la barre du 0 degré entre 800 et 1300 m environ) correspondant aux rafales maximales. Cela signifie que les précipitations tombant à cette altitude sont sous forme de pluie. Toutefois, à cette heure précise, les températures au-dessous de 800 m environ étant encore négatives, les gouttes de pluies gèlent à nouveau et tombent sur le Plateau sous forme de grésil ou de neige en grains. Si elles n'ont pas le temps de regeler, elles tombent alors sous la forme de pluie verglaçante. Dans ce cas de figure également, la chaleur latente dégagée par la congélation des gouttes de pluie contribue à réchauffer les basses couches de l'atmosphère.

 

Cumuls de précipitations et hauteurs de neige mesurées dans la nuit du 30 au 31 décembre 05

Cumuls de précipitations et hauteur de neige mesurées dans la nuit du 30 au 31 décembre 05

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Le chiffre de droite donne le cumul des précipitations tombées entre le 30 à 18h00 et le 31 à 06h00. Le chiffre de droite représente - pour certaines stations seulement - la quantité de neige fraîche mesurée le 31à 06h00. Le rapport entre la pluie et la neige est d'environ 1mm de pluie pour 1cm de neige en moyenne. Si la neige est très aérée (températures très basses) ce rapport peut être de 1 à 2, voire de 1 à 3.
En l'occurrence, on s'aperçoit que - en Ajoie par exemple - il ne reste à l'aube pas la moindre trace de neige. Sur le Plateau en revanche, nous avons encore 10 cm à 06h00 sur les 15 à 20 cm théoriquement possibles. Dans le bassin genevois, il ne reste que 3 cm à 06h00 contre 14 cm à Sion.
Il est intéressant de constater qu'à la Chaux-de-Fonds, pourtant situées vers 1000 m, il n'y à pas le moindre centimètre de neige fraîche à l'aube, signe que la limite des chutes de neige est effectivement remontée, durant la nuit, bien au-delà de cette limite.

 

Période de retour

En ce qui concerne les pluies verglaçantes, il n'existe pas de statistiques en Suisse à ce sujet car ce phénomène n'est pas enregistré en tant que tel dans nos bases de données. Par contre nous pouvons affirmer sans trop nous tromper que ces pluies givrantes sont extrêmement rares dans nos régions, et en Europe en général.
En Amérique du nord, les pluies verglaçantes sont nettement plus fréquentes et peuvent prendre des proportions dramatiques, comme cela fut le cas au Québec en janvier 1998.

 

Avertissements émis par MétéoSuisse

Depuis plusieurs jours, les différents modèles numériques indiquaient un passage perturbé actif entre le vendredi 30 et le samedi 31 décembre, le tout faisant suite à quelques jours marqués par des températures négatives, même en plein après-midi. Les quantités de précipitations prévues étaient significatives, et le tout était de savoir sous quelle forme elles se produiraient.
Bien que le modèle européen tendait à prévoir un réchauffement rapide à toutes les altitudes, et donc à voir plutôt de la pluie en plaine, l'expérience montre qu'il faut être extrêmement méfiant face à l'optimisme du modèle. Même si aucune situation météorologique n'est identique à une autre, celle du 30 décembre montrait beaucoup de similitudes avec un épisode neigeux important survenu le 29 novembre 1996. Lors de cet événement, de grosses chutes de neige tombèrent sur le Plateau, dans les Préalpes et en Valais.
La situation du 30 décembre 2005 se distinguait néanmoins par un secteur chaud moins pincé et par une trajectoire un peu plus septentrionale du système frontale, permettant ainsi une meilleure pénétration de l'air chaud. Autre différence, la masse d'air froid à l'avant du front chaud était nettement plus froide qu'en novembre 1996. En effet, en 2005 les précipitations débutèrent par une température proche de -4 degrés alors qu'en 1996 elles étaient proches du zéro degré avec une neige lourde. Enfin, la répartition des précipitations ne fut pas la même puisque les Alpes et les Préalpes ne dépassèrent pas les seuils critiques cette année, alors qu'en 1996 des valeurs largement supérieures à 50 cm furent mesurées dans ces régions.
Néanmoins, le 28 décembre, la situation n'était pas encore claire quant à la localisation des précipitations les plus importantes, ce qui poussa MétéoSuisse à émettre un préavis aux autorités incluant dans un premier temps aussi les Préalpes et le Valais.
Finalement, l'avis d'intempérie ne fut maintenu que pour de la neige en plaine (Valais non inclu), les seuils pour de fortes chutes de neige en montagne ne devant pas être dépassés.

 

Types et heures d'actualisation des avertissements

 TypeEmis le ...Période critiqueRenouvellement
1Préavis28.12.2005 à 11h3030.12.2005 15h au 3.1.2006 00h29.12.2005 à 11h30
2Avis D129.12.2005 à 11h30.12.2005 17h au 31.12.2005 12h29.12.2005 à 20h
3Avis D129.12.2005 à 19h4530.12.2005 18h au 31.12.2005 12h30.12.2005 à 12h
4Avis D130.12.2005 à 11h3030.12.2005 18h au 31.12.2005 10h30.12.2005 à 20h
5Avis D2*30.12.2005 à 17h30.12.2005 18h au 31.12.2005 10h30.12.2005 à 12h
6Fin d'avis31.12.2005 à 11h45 dernier bulletin
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