Météorologie
Ce système très complexe et puissant qui a provoqué des conditions de blizzard sur une grande partie du centre du pays le mardi 1er février 2011, a commencé à apparaître dans les modèles informatiques vers le milieu de la semaine dernière. Bien qu’à ce moment-là, les indications des modèles étaient très variables en termes de placement et de moment de ce système. Ce n’est qu’au cours du week-end dernier que les prévisions ont commencé à converger vers une solution, qui apporterait de fortes chutes de neige, des vents violents et des conditions paralysantes dans le nord de l’Illinois et le nord-ouest de l’Indiana. Cette situation serait à l’opposé de ce qui a été observé jusqu’à présent cet hiver. Bien que la région ait observé des chutes de neige accumulées cet hiver, ce qui n’avait pas été observé depuis un certain temps, c’est une tempête se déplaçant depuis le sud-ouest – une orientation capable d’ingérer de copieuses quantités d’humidité dans la tempête et de fournir de fortes chutes de neige généralisées.
Tard le 31 janvier au petit matin du 1er, un système de niveau supérieur et une dépression de surface associée ont commencé à s’éjecter du sud des Plaines. Comme cela s’est produit, plusieurs types différents de précipitations hivernales commencent à couvrir des parties de la vallée moyenne du Mississippi. Malgré quelques averses d’effet de lac qui se sont développées tôt dans la journée de mardi, la principale zone d’accumulation de neige n’a atteint les parties nord de l’Illinois et de l’Indiana qu’après midi. À ce moment-là, la zone de basse pression avait atteint le sud du Missouri et le sud de l’Illinois en se renforçant. Une large zone de neige modérée à forte, située juste au nord de la forte dépression, a recouvert une grande partie de la région. C’est pendant ce temps que ce système s’est encore intensifié alors qu’un creux de niveau supérieur a commencé à prendre une inclinaison plus négative avec de fortes chutes et hausses de pression observées à la surface.
Plusieurs facteurs mésocaux, ou à petite échelle, se sont produits qui ont contribué à apporter des chutes de neige intenses plus répandues dans la région entre les heures de 18 heures mardi et de 12 heures mercredi. Avec une forte dépression traversant le centre-est de l’Illinois, l’axe de déformation ou bande de neige a pivoté vers le nord-ouest sur le nord de l’Illinois. Cet axe de déformation a provoqué des chutes de neige de 1 à 2 pouces par heure sur la région pendant plusieurs heures avant de commencer à se déplacer hors de la région. Le forçage des niveaux moyens et supérieurs a été le plus important en début de soirée, lorsque le creux des niveaux supérieurs a progressé vers le nord-est sur la région. Puis le forçage des niveaux inférieurs et moyens s’est poursuivi plus tard dans la soirée, alors qu’un fort forçage frontogénique de niveau moyen a été observé pendant plusieurs heures.
Image radar avec le plus fort forçage pour une neige abondante souligné
Vers la fin du 1er février et tôt le matin du 2, le système a continué à sortir rapidement de l’est. Comme cela s’est produit, l’humidité enveloppante s’est déplacée vers l’est sur le nord de l’Illinois et le nord-ouest de l’Indiana, contribuant à maintenir une chute de neige légère à modérée continue. C’est également à ce moment que l’écoulement en altitude a commencé à se déplacer de telle sorte que la neige de ce système s’est transformée en une neige d’effet de lac. C’est ce que montre l’image radar suivante, avec une bande de neige d’effet de lac partant du nord du lac Michigan vers le sud-ouest, le sud du Wisconsin et le nord-est de l’Illinois. On trouve également sur cette image des observations de surface le long du lac Michigan. Il y a deux choses à noter dans ces observations. La première est la vitesse élevée du vent, avec des rafales atteignant 50 MPH. La seconde concerne l’orientation de ces observations. L’instabilité au-dessus du lac ainsi qu’un long fetch sont essentiels au développement de la neige d’effet de lac. La convergence de surface est un autre facteur qui favorise le développement de bandes de neige plus intenses. Remarquez que plusieurs zones le long des rives occidentales du lac Michigan ont des barbes de vent qui se rejoignent sur l’est du Wisconsin et de l’Illinois. C’est une indication de la présence d’une forte convergence de surface. Cette forte convergence a aidé à ce que cette dernière zone de neige plus intense tombe sur le nord-est de l’Illinois jusqu’au milieu de la journée du 2, puis finalement dans le nord-ouest de l’Indiana en fin de journée du mercredi, alors que tout cela s’est déplacé vers l’est.
Image radar avec effet de lac/neige renforcée soulignée
Foudre
Bien que la foudre ne soit pas quelque chose à laquelle on pense quand on parle de météo hivernale, elle a été observée dans toute la région mardi, et a vraiment augmenté en fréquence tard dans la nuit du 1er février. L’image ci-dessous montre des éclairs donnés par le système de détection de la foudre mis en place à travers les États-Unis.
Des éclairs nuage-sol
Alors, qu’est-ce qui a provoqué les éclairs à travers la région le 1er février ? Pour le développement des orages de printemps, plusieurs composants sont nécessaires : l’ascendance ou le forçage, l’humidité et l’instabilité. Ces composantes peuvent également être discutées avec les éclairs d’hiver. Avec un fort creux de niveau supérieur et une frontogenèse de niveau moyen, le forçage n’a certainement pas manqué lors de cet événement. Ce système a également été capable d’attirer une bonne quantité d’humidité en évoluant sur la partie centrale du pays, fournissant ainsi la deuxième composante. La seule composante restant à discuter, qui continuerait à fournir un bon mouvement vertical pour la séparation des charges, ou pour le potentiel de foudre, est l’instabilité. L’image ci-dessous est une section transversale de l’atmosphère aux alentours de 18 heures mardi soir pour les régions de Madison, Wisconsin au sud de Champaign, Illinois avec l’aéroport d’Ohare centré sur l’écran. Le but de cette image est de décrire au mieux l’instabilité présente sur le nord de l’Illinois et le nord-ouest de l’Indiana. Les lignes de courant solides sont essentiellement le mouvement vertical fourni par le forçage à l’échelle du système ainsi que par le forçage frontogénique de niveau moyen. L’image en arrière-plan est notre instabilité pour cet événement. Les couleurs bleues, juste au-dessus du meilleur mouvement vertical, sont les zones de cette meilleure instabilité. Cette instabilité permet à tout mouvement vertical de s’élever plus rapidement et plus facilement, ce qui favorise ensuite la production de chutes de neige et la séparation des charges, ou la foudre. Avec les orages d’été, ce qui peut arriver lorsque tout cela est présent, c’est que la grêle atteigne le sol. Bien entendu, nous parlons ici de l’hiver et on pourrait penser qu’il n’est pas nécessaire de mentionner la grêle. Mais il y a eu plusieurs observations à travers la région de grêle qui est tombée avec la neige.
Coupe transversale de l’atmosphère analysée par le modèle mettant en évidence les ingrédients météorologiques clés pour de fortes chutes de neige
Vents
Non seulement cette forte zone de basse pression a apporté de très fortes chutes de neige à travers la région, mais elle a également fourni une configuration pour des vents très forts qui ont contribué aux conditions aveuglantes de blizzard. Le renforcement et l’instabilité d’un creux en altitude ont permis à une forte dépression de surface de se creuser en se déplaçant vers le nord-est sur certaines parties du Midwest. Avec cette dépression qui s’est creusée en venant du sud et une forte crête de haute pression au nord, un fort gradient de pression s’est installé dans le Midwest en fin de journée le 1er février. Ces lignes de pression, ou isobares, étaient très serrées sur une grande partie de la région, en particulier sur le nord de l’Illinois et le nord-ouest de l’Indiana. Ces isobares serrées associées à cette forte zone de basse pression étaient une indication pour le potentiel de vents très forts pendant cet événement.
Carte météorologique de surface de 12 heures le 2 février 2011 avec satellite infrarouge superposé
Il y avait plusieurs autres aspects de ce système qui ont également contribué à des vitesses de vent très élevées dans la région le 1er février. L’un d’entre eux concernait les parties de ce système situées dans les niveaux moyens et supérieurs. Ce système dynamique a apporté avec lui un flux très fort à tous les niveaux de l’atmosphère, ce qui inclut les niveaux juste au large de la surface.
Les images ci-dessous sont des sondages réanalysés, ou des tracés de profils atmosphériques verticaux, provenant du jeu de données ERA-5. Elles concernent un point situé près de l’aéroport O’Hare. La première partie de l’image sur laquelle il faut se concentrer se trouve à droite, où les barres de vent indiquent la vitesse et la direction du vent à différents niveaux de l’atmosphère. Les barres de vent indiquent que des vents d’environ 50 à 60 MPH sont situés à seulement quelques milliers de pieds du sol. Avec une partie inférieure de l’atmosphère bien mélangée, comme on peut le voir avec le profil thermique et d’humidité, ces vitesses de vent peuvent facilement être transférées vers la surface, ce qui est exactement ce qui s’est produit mardi soir. Les zones situées le long de la rive du lac Michigan ont également connu des vents plus forts en raison du fait que ces vents provenaient du nord-est, ce qui a donné un écoulement sans entrave juste à côté du lac.
 |
 |
 |
| Réanalyse du sondage de 15 heures. le 1er février 2011 (heure de début de la neige) | Sondage ré-analysé pour 20 heures le 1er février 2011 (forte neige et vent incroyablement fort) | Sondage ré-analysé pour 14 heures le 2 février 2011 (poursuite de la forte neige et du vent incroyablement fort) |
| Généré à partir de l’ensemble de données ERA-5. | ||
.