Différence d’inclinaison des rayons solaires :

Le début du mois de septembre marque une transition progressive vers l’Automne. Les rayons solaires, atteignant leur angle maximum au moment du solstice d’été se montrent peu à peu moins hauts en s’avançant vers l’équinoxe d’automne.

Schéma des différences d'inclinaison des rayons du soleil en fonction des saisons - Via Futura-Sciences

Cette différence d’inclinaison induit une différence d’énergie du rayonnement solaire. Plus l’angle d’inclinaison est grand, plus l’énergie solaire reçue est importante et inversement. Par exemple, à température similaire et temps dégagé, les radiations solaires seront bien plus importantes en Juillet qu’à la mi-septembre.

Evolution des radiations solaires entre deux périodes chaudes en Juillet (haut) et Septembre (bas) à Paris-Montsouris - Via infoclimat.fr

Pour une température similaire et un temps dégagé, la puissance du soleil n’est en effet pas la même car celui-ci est plus bas sur l’horizon. Plus la valeur de ce rayonnement solaire sera basse moins l’énergie thermique transmise jusqu’au sol sera importante, en clair le ressenti sera sensiblement moins chaud au soleil en Septembre qu’en Juillet pour une température égale.

Durée d’ensoleillement moindre :

En plus d’une différence d’inclinaison des rayonnements solaires, leur durée est également moins importante en approchant de l’automne qu’en plein milieu de l’été.

Nous le savons tous la durée du jour diminue peu à peu en approchant de l’automne avec une perte de plusieurs minutes d’ensoleillement par jour à partir de la fin du mois de Juin. La quantité d’énergie thermique reçue n’est donc pas la même entre une journée de fortes chaleurs en plein milieu de l’été et une autre à la mi-septembre.

Graphique d l'évolution de l'irradiation solaire et de la température moyenne par mois en France - Via Planet-terre.ens-lyon.fr

En retranscrivant les données dans un graphique, nous pouvons donc voir que plus l’irradiation est élevée, plus la température moyenne l’est aussi avec un maximum au niveau de la quantité d’énergie reçu et de la température moyenne entre les mois de Juin et Août. La différence entre les mois d’août et Septembre est d’ailleurs comparable à celle observée entre Mars et Avril.

>> Avec la diminution du nombre d’heure d’ensoleillement, la masse d’air mettra donc sensiblement plus de temps à se réchauffer près du sol en Septembre qu’au début du mois de Juillet. En effet le jour dure environ 16h entre la fin Juin et le début du mois de Juillet contre 12h30 au 15 septembre (pour la ville de Paris).

Des températures maximales plus temporaires :

Si la durée d’ensoleillement et la quantité d’énergie thermique reçue sont moindres, la masse d’air mettra donc plus de temps à se réchauffer près du sol avec des températures maximales atteintes en toute fin de journée.

Evolution des températures journalières pour deux journées de fortes chaleurs à Lille - Via météociel.fr

En comparant les deux graphiques de début de période très chaude sur la ville de Bordeaux, nous pouvons voir plusieurs aspects importants :

>> En période estivale la température maximale est généralement atteinte en fin de journée (entre 16 et 18h près de Bordeaux) et n’entame une baisse remarquée que lorsque le soleil commence à baisser bien baisser sur l’horizon aux alentours de 20h.

>> A la mi-septembre cette baisse commence environ 1h plus tôt et la période de chaleur forte est en général bien moins longue que durant l’été pour les raisons citées précédemment (souvent 2 à 3h de moins).

De plus, les nuits sont rarement tropicales lors des coups de chauds tardifs. La masse d’air ne se réchauffe en effet pas assez fortement en journée pour que l’air chaud puisse persister fortement en basses couches. L’air frais étant plus dense, celui-ci a tendance à stagner près du sol durant les heures nocturnes en période anticyclonique, permettant des nuits plus fraîches et plus supportables et ce peu importe la quantité d’air chaud en altitude.

Importantes différences de températures la nuit dernière (13 au 14 septembre 2020) sur la région parisienne - Météo-Villes

Nous avons pu en voir un bel exemple la nuit dernière sur la région Parisienne. Si la masse d’air se montre chaude en altitude, provoquant une température minimale très élevée au sommet de la Tour Eiffel, l’air plus frais stagne encore en basse couche avec un début de matinée bien frais à quelques kilomètres de là.

Pour que des nuits tropicales soient observées de façon généralisée lors de coups de chaleur, la masse d’air doit rester vraiment chaude durant plusieurs jours pour permettre de réchauffer les températures à toutes les altitudes et ainsi limiter la baisse du thermomètre durant la nuit.

>> Ce sera temporairement le cas cette semaine alors que la chaleur va persister durant plusieurs jours, les nuits vont se montrer de plus en plus douces sur de nombreuses communes de France jusqu’au changement de masse d’air envisagé pour la fin de semaine.

Evolution des températures du 14 au 22 septembre pour les villes de Metz et Lille - Météo-Villes

Si ce coup de chaud s’annonce par endroit exceptionnel pour la période, il est donc important de rappeler que les chaleurs sont en général bien plus supportables à cette période de l’année grâce notamment à un ensoleillement moins fort, de fortes chaleurs plus temporaires en journée et des nuits plus douces. 

>> Ceci n’enlève néanmoins rien au fait que les températures devraient se montrer très chaudes pour la période avec de nombreux records probablement battus, néanmoins rien à voir avec ce que nous avons pu connaître durant l’été.