Au cours de la soirée du samedi 19 juin 2021, une épisode orageuse a affecté le Grand-Duché du Luxembourg pendant plusieurs heures. Quelques orages se sont avérés virulents à certains endroits, notamment au niveau du vent et des chutes de grêle. A noter que MeteoLux avait lancé pour la fin de soirée du 19 juin 2021 une alerte « orange » aux orages forts. Cet article a pour objectifs d’examiner les conditions atmosphériques étant à l’origine des multiples foyers orageux et de donner un récapitulatif de l’activité orageuse. En outre, les observations de la grêle seront analysées et le bilan provisoire des phénomènes tourbillonnaires en France et en Belgique sera présenté.
Situation météorologique générale
La situation synoptique en basses couches était définie par un creux barométrique orienté ouest-est qui s’est dirigé du centre de la France vers le Benelux (Fig. 1a). Un faible noyau dépressionnaire a pu se développer dans ce creux et était centré sur le nord de la France vers 20:00 heure locale (Fig. 1a). Les zones de convergence du vent, intégrées dans le thalweg proche du sol, ont provoqué des orages dans une masse d’air très humide d’origine subtropicale qui a été amenée dans nos régions avec un flux de sud. Les valeurs du contenu en eau précipitable se situaient entre 35 et 50 mm (Fig. 1a). En altitude, un dynamisme assez marqué était en place avec un creux de courte longueur d’onde se déplaçant du Golfe de Gascogne via le nord-ouest de la France vers la Manche (Fig. 1b). Un courant-jet était présent au-dessus de la France, s’étirant depuis l’est de l’Espagne en direction de la mer du Nord, avec des vitesses maximales aux alentours de 200 km/h. En raison de la situation de ce courant-jet, localisé à proximité de nos régions, un cisaillement de vent assez important était évident au-dessus du Luxembourg avec une différence de vitesse d’environ 70 km/h entre le sol et 6 km d’altitude (Fig. 1c). En outre, le vent soufflant de secteur nord-est à sud-est au sol était superposé par le flux d’altitude de secteur sud ce qui a engendré une forte hélicité en basses couches (Fig. 1c). Ainsi, en combinaison avec une instabilité bien élevée (CAPE entre 1000 et 2000 J/kg, cf. Fig. 1c), le risque de phénomènes orageux sévères était accru.
Figure 1 : Analyse de la situation météorologique générale du 19 juin 2021 à 20:00 heure locale. a) Pression réduite au niveau de la mer (lignes blanches ; en hPa), vent à 10 m au-dessus du sol (flèches rouges ; en nœuds, 1 nœud = 1.852 km/h) et contenu en eau précipitable (en mm). b) Hauteur du géopotentiel (= l’énergie potentielle par unité de masse ; lignes noires) à 500 hPa et vitesse du vent (en m/s, 1 m/s = 3.6 km/h) à 300 hPa. Les flèches bleues montrent la direction et la vitesse du vent à 300 hPa (en nœuds). c) Un profil vertical de l’atmosphère au-dessus du Luxembourg du 19 juin 2021 à 20:00 heure locale, issu du modèle de réanalyse ERA5. Les lignes rouge/verte représentent respectivement la température/le point de rosée, la ligne jaune montre la trajectoire verticale d’une parcelle d’air près du sol et CAPE (Convective Available Potential Energy) est indiquée par la surface jaune transparente. Les flèches noires montrent la direction et la vitesse du vent (en nœuds). Source des données : ERA5 (ECMWF/Copernicus).
Évolution de l’activité orageuse
À partir de 19:30 heure locale, les premières cellules orageuses se sont développées sur le sud-ouest du pays et le nord de la Lorraine (Fig. 2, à gauche). Celles-ci se sont rapidement déplacées vers le nord, tout en s’intensifiant. Un orage virulent et bien organisé a atteint Esch-sur-Alzette vers 20:25 heure locale et a provoqué des rafales descendantes par la suite. Les stations météorologiques à Clemency et Steinfort, opérées par la Kachelmann Group, ont mesuré des rafales maximales de 109 km/h respectivement 104 km/h entre 20:40 et 21:00 heure locale. Au nord du pays, plusieurs foyers orageux assez intenses ont traversé la moitié ouest de l’Oesling entre 20:15 et 21:50 heure locale (Fig. 2, à gauche). La station météorologique à Schimpach, opérée par le service météo de l’ASTA (AgriMeteo), avait enregistré un cumul de pluie de 31.3 l/m² entre 20:20 et 21:10 heure locale. Après l’évacuation graduelle de cette première offensive orageuse vers la Belgique et l’Allemagne jusqu’à 22:00 heure locale, de nouvelles cellules convectives ont été déclenchées au-dessus du pays et du nord de la Lorraine à partir de 22:15 heure locale (Fig. 2, à gauche). Un orage grêligène s’est manifesté sur le canton de Capellen, Redange et Mersch entre 22:45 et 23:10 heure locale (plus de détails dans le paragraphe suivant). Finalement, plus de 10.000 éclairs ont été observés au-dessus du Luxembourg et des régions frontalières le 19 juin 2021 entre 18:00 et 24:00 heure locale, la majeure partie étant des éclairs intra-nuageux (environ 95 %). La densité d’éclairs la plus élevée a été observée dans les régions sud-ouest et nord-ouest du Grand-Duché (Fig. 2, à droite).
Figure 2 : (A gauche) Animation des images radar (réflectivité en dBZ) du 19 juin 2021 19:00 à 24:00 heure locale. Source des données : Radar météorologique du DWD situé à Neuheilenbach (Allemagne). (A droite) Densité des éclairs nuage-sol et intra-nuageux du 19 juin 2021 18:00 au 20 juin 2021 01:59 heure locale. La densité a été calculée sur une maille de 0.025° x 0.025°. Source des données : Belgian Lightning Location System (BELLS) de l’Institut Royal Météorologique (IRM).
Observations de grosse grêle
Lors de la seconde vague d’orages à partir de 22:30 heure locale, des grêlons d’un diamètre maximal d’environ 5 à 7 cm ont été observés entre environ 22:45 et 23:10 heure locale à plusieurs endroits dans le centre-ouest du pays, et documentés par des images mises en ligne sur Facebook, par exemple à Steinfort, Kleinbettingen, Buschdorf, Useldange et Boevange-sur-Attert (cf. Fig. 3b). La cellule orageuse à l’origine de cette grosse grêle s’est très rapidement développée au sud de Longwy vers 22:15 heure locale et s’est ensuite déplacée vers le nord-nord-est en adoptant temporairement des caractéristiques supercellulaires (Fig. 2a). Entre 22:15 et 22:35 heure locale, la masse de la colonne des précipitations a progressivement augmenté en atteignant des valeurs très élevées avoisinant les 40 mm, avec un pic proche de 50 mm vers 22:50 heure locale (Fig. 3b). La réflectivité avait atteint un maximum de 65 dBZ sur toute la colonne verticale (Fig. 3a). La phase de renforcement de la cellule orageuse était donc décalée par rapport aux chutes de grêle importantes. Par conséquent, la phase de croissance des gros grêlons a probablement eu lieu entre 22:15 et 22:45 heure locale en présence d’une large quantité d’eau liquide surfondue et d’un fort courant ascendant temporairement rotatif dans la cellule orageuse. En outre, le début des chutes de grêle vers 22:45 heure locale était précédé par un « lightning jump », une très soudaine augmentation du nombre d’éclairs.
Figure 3 : a) Image radar (réflectivité maximale en dBZ) du 19 juin 2021 vers 22:49 heure locale. b) Image de la masse de la colonne de précipitations (en mm) du 19 juin 2021 vers 22:49 heure locale. Source des données : Radar météorologique du DWD situé à Neuheilenbach (Allemagne).
Épisode tornadique en France et en Belgique
Au moins huit tornades se sont produites lors de cette dégradation orageuse sur la France et l’est de la Belgique (Fig. 4). Les conditions atmosphériques semblent avoir été particulièrement propices à la tornadogenèse dans un couloir s’étirant du centre-ouest de la France vers les Ardennes belges (Fig. 4), c’est-à-dire une instabilité marquée, un fort changement vertical de vitesse et de direction du vent et une humidité relative élevée en basses couches. Ces tornades ont été associées à des orages supercellulaires (type d’orage qui possède un courant ascendant rotatif persistant et profond, nommé mésocyclone). À noter que les prévisions des modèles numériques avaient clairement indiqué des conditions météorologiques favorables à la formation de tornades au-dessus de la moitié ouest de la Grande-Région pour la soirée du 19 juin 2021.
Figure 4 : Tornades confirmées (symboles rouges) du 19 juin 2021 (dernière actualisation : 28 juin 2021). L’intensité F2 correspond à des vitesses de vent maximales entre 180 et 250 km/h. Source : European Severe Weather Database.
