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Goutte froide

Une goutte froide, encore appelée dépression d’altitude, est une poche d’air plus froid en altitude qui correspond aussi à une zone où la pression est localement plus basse. Souvent invisibles sur les cartes des isobares, elles n’en ont pas moins une influence sur les conditions météorologiques et rendent même les prévisions délicates.

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Formation des gouttes froides

Ces poches d’air plus froid en altitude se forment à partir des ondulations du courant-jet (jet stream), ce couloir de forts vents d’altitude qui détermine la provenance des masses d’air. Lorsque le courant-jet ondule vers le sud, apparaît alors un axe de basse pression contenant de l’air plus froid appelé talweg. Si l’ondulation est très prononcée, la poche d’air froid peut alors se détacher et continuer son chemin indépendamment du courant-jet, formant ainsi une goutte froide ou dépression d’altitude qui tourne sur elle-même dans le sens contraire des aiguilles d’une montre. Le terme anglais cut-off est parfois également utilisé.

Sur l’animation ci-dessous qui présente l’évolution de la pression et du vent à 9 km d’altitude, on observe la formation de deux gouttes froides à l’est de la Suisse suite au creusement d’un talweg, puis leur déplacement vers l’ouest en bordure sud d’un dôme de haute pression. Ces deux gouttes achèvent leur parcours en étant reprises par le courant-jet sur l’Europe de l’ouest.

Animation du géopotentiel et de la force du vent prévus à 300 hPa (environ 9000 m) le jeudi 10 à dimanche 12 novembre 2022 par le modèle IFS.
Géopotentiel et force du vent prévus à 300 hPa (environ 9000 m) le jeudi 10 à dimanche 12 novembre 2022 par le modèle IFS. (©ECMWF )

Effet des gouttes froides

La présence d’air plus froid en altitude génère une instabilité de la colonne d’atmosphère dans laquelle l’air tend spontanément à s’élever. Plus la différence de température entre les basses couches et les hautes altitudes est grande, plus l’instabilité est forte et le soulèvement important. Ce soulèvement de l’air forme des nuages et peut conduire à des précipitations, voire des orages en saison estivale ou en début d’automne sur le pourtour méditerranéen (du fait de la surface encore chaude de la mer Méditerranée).

Les gouttes froides sont donc souvent associées à un temps nuageux avec des précipitations voire des orages. S’agissant du vent, l’absence de courant-jet étendu en altitude et d’un gradient de pression au sol serré expliquent qu’il n’y a pas de vent fort généralisé, en revanche des rafales sont tout à fait possibles à proximité des orages.

Schéma montrant le mécanisme de soulèvement de l’air au niveau d’une goutte froide.
Mécanisme de soulèvement de l’air au niveau d’une goutte froide. L’air plus froid en altitude provoque du soulèvement, la formation de nuages convectifs et de précipitations, voire d’orages en été.

Isolées et parfois bloquées par de solides anticyclones, les gouttes froides se déplacent généralement peu ou lentement. Elles peuvent rester parfois bloquées sur la même zone pendant plusieurs jours, voire des semaines. Dans ces conditions, les précipitations associées à la goutte froide s’accumulent au même endroit et peuvent provoquer des inondations. Cela a été le cas sur la côte espagnole au mois d’octobre 2024, avec des inondations exceptionnelles dans la région de Valence. Autre exemple plus ancien, les inondations de juillet 2021 en Suisse du fait d’une goutte froide stagnant au nord des Alpes.

Schéma montrant la situation d’octobre 2024 avec une goutte froide responsable d’inondations en Espagne.
Schéma conceptuel d’une goutte froide qui s’est détachée sur la péninsule ibérique, provoquant des inondations en Espagne (situation d’octobre 2024).

Augmentation de l’incertitude en prévision

Du fait de leur taille relativement réduite, quelques centaines de kilomètres de diamètre pour les plus grandes, les gouttes froides sont des phénomènes généralement difficiles à prévoir. Plus l’échelle spatiale d’un phénomène météorologique est petite, plus il est difficile à cerner pour les modèles de prévision du temps.

Carte montrant les 21 scénarios de prévision du géopotentiel et de la température à 500 hPa de l’ancien modèle COSMO-2E avec une goutte froide dont la présence et la position sont très variables selon les scénarios.
21 scénarios de prévision du géopotentiel (isolignes noires) et de température (plages de couleurs) à 500 hPa soit environ 5500 m prévus par l’ancien modèle COSMO-2E (le principe est identique avec le modèle ICON-2E). La goutte froide est représentée par la zone circulaire dont le centre tend vers le bleu (air plus froid). On constate que la présence et la position de la goutte froide sont très variables d’un scénario à l’autre, ce qui témoigne d’une grande incertitude sur l’évolution prévue à cette échéance.

Comment les prévoir ?

Par définition, la goutte froide trouve son origine dans la présence d’air froid associé à une basse pression en altitude. Dans certains cas, la dépression en altitude est suffisamment creuse pour engendrer également une dépression au sol, mais cela est loin d’être le cas à chaque fois.

Il est donc très difficile de les détecter sur des cartes des isobares et des fronts qui fournissent la valeur de pression atmosphérique prévue au niveau de la mer. Néanmoins, il est possible d’anticiper leur présence grâce, entre autres, à la situation générale du bulletin météorologique rédigé quotidiennement par nos prévisionnistes.

Ci-dessous l’exemple du 14 novembre 2022 que l’on peut analyser à travers la carte des isobares et des fronts ainsi que du bulletin météorologique, tous deux disponibles dans notre App mobile ou sur notre site internet. En regardant la carte des isobares seule, il est difficile de dire à quoi est liée la pluie prévue à Berne : au front froid en approche par l’ouest ou bien à une autre force en présence invisible sur cette carte ? Le bulletin de situation générale accompagnant cette carte permet d’éclaircir ce mystère puisqu’il signale le passage d’une goutte froide le lundi 14 novembre 2022.

Ainsi, on comprend le caractère potentiellement perturbé du temps pour lundi 14 novembre. De plus, on peut anticiper une incertitude accrue dans les prévisions du temps sensible et adopter une certaine prudence au regard des prévisions automatiques.

Carte des isobares (traitillés) et des fronts (froids en bleu, chauds en rouge, occlus en rose) prévue le 14 novembre 2022 à 13h locales.
Carte des isobares (traitillés) et des fronts (froids en bleu, chauds en rouge, occlus en rose) prévue le 14 novembre 2022 à 13h locales. Mis à part des pictogrammes nuages et pluie à Berne et à Nice, cette carte laisse peu soupçonner la présence d’une goutte froide sur notre pays.
Situation générale du bulletin général mis à jour le samedi 12 novembre 2022 à 5h30, mentionnant la présence d’une goutte froide à proximité de la Suisse pour le 14 novembre.
Situation générale du bulletin général mis à jour le samedi 12 novembre 2022 à 5h30, mentionnant la présence d’une goutte froide à proximité de la Suisse pour le 14 novembre.