John Park Finley (1854-1943) est un météorologue américain et officier du Service des transmissions de l'armée qui fut la première personne à s'intéresser de près aux tornades et à proposer que la topographie des Grandes Plaines américaines était la plus propice à la rencontre de masses d'air très différentes qui contribue à leur formation. Il a également reconnu la présence d'un creux barométrique allongé en cas d'orages violents produisant les tornades..
Peut-être parce qu’il était météorologue militaire, plutôt qu'un scientifique, Finley n’est pas aussi connu que certains de ses contemporains, mais son corpus constitue une base solide sur laquelle les chercheurs purent s’appuyer par la suite : il a écrit le premier livre consacré à ce sujet ainsi que de nombreux autres manuels et brochures, recueilli de vastes données climatologiques et mis en place un réseau d'observateurs météorologiques à l'échelle nationale. Après sa retraite de l'Armée, il créa l'une des premières entreprises météorologiques privées, ouvrit une école de météorologie aéronautique et il fut l'un des fondateurs de l’American Meteorological Society.
Biographie Formation et débuts John Park Finley est né le à Ann Arbor, dans le Michigan d'un père agriculteur prospère d'Ypsilanti.. À la fin des années 1860 et au début des années 1870, il fréquenta le Michigan State Agricultural and Mechanical College, aujourd'hui l'université d'État du Michigan et obtint un baccalauréat en sciences en 1873, spécialisé dans les impacts du climat sur l'agriculture.
Après quelques années de travail à la ferme familiale et un cours de cycle supérieur à l’Université du Michigan, il s’engagea dans le Service des transmissions de l'armée en 1877. En dépit d’une longue liste de candidats pour la Division des télégrammes et des rapports au profit du commerce, nom officiel du service météorologique américain de 1870 à 1890, Finley réussit à y être admis le grâce aux recommandations de ses supérieures et de professeurs de son alma mater..
L’armée l'a alors affecté à l’école des transmissions à Fort Whipple en Virginie (maintenant Fort Myer), où il a reçu une formation en tactique militaire, en sciences de la signalisation et du télégraphe et en météorologie. Dans le cadre de ses études, Finley a appris à effectuer des observations météorologiques, à calculer et à encoder des données météorologiques, ainsi qu'à les télégraphier au bureau météorologique central du Service à Washington DC. Par la suite, il a été affecté à la station de transmissions de Philadelphie, en Pennsylvanie, en tant qu’assistant du sergent responsable de cette station où s'intéressa rapidement au mauvais temps, en particulier aux tornades. En 1878, il écrivit son premier article sur le sujet et le soumit à l'officier des transmissions mais ne fut jamais publié. Cleveland Abbe, qui deviendra le chef de l'US Weather Bureau, le citera plus tard devant un comité du Congrès des États-Unis en précisant que le manuscrit avait mystérieusement perdu.
Études sur le terrain Finley fut ensuite muté à Washington, où le service lui ordonna fréquemment de faire une enquête sur les dégâts causés par des tornades, souvent dans le Midwest américain. Sa première enquête se déroula en 1879.. Il interrogea alors les témoins oculaires afin de connaître les conditions météorologiques avant, pendant et après le passage de la tornade. En étudiant la configuration des dégâts comme la direction de la chute des arbres et les destructions aux bâtiments, il a déterminé la direction du vent a constaté que ceux qui n'étaient pas bien ancrés risquaient davantage d'être endommagés par les vents violents. À partir de ses analyses de données, Finley produisit un premier scénario météorologique général pour la formation de cette tornade : présence d'un dépression, d'un fort contraste de température et d'humidité entre la région au nord et celle au sud du système. Il publia ses conclusions dans une note technique en 1881 et recommanda de stationner des enquêteurs dans les stations météorologiques les plus propices de mai à juin car durant le long voyage depuis Washington, une bonne partie des dégâts avaient été enlevés ce qui rendait l'analyse plus hasardeuse. Sa note fut mise sous le boisseau à cause d'erreurs typographiques mais fut finalement publiée en 1884 sous le titre de document professionnel numéro 7 du service des transmissions.
Finley publia un aussi un rapport d'étude climatologique de 600 tornades entre 1794 et la fin de 1881, la plus complète compilée à cette date. Il était convaincu de pouvoir concevoir une méthode viable de prévision des tornades à partir de cette étude, et les officiers du Service le pensaient aussi, et en 1882, quand Finley renouvela son engagement militaire comme sergent, il reçut mission de mettre à l'essai ses idées. Il déménagea à Kansas City (Missouri) pour la saison des tornades et prit contact avec des observateurs locaux pour avoir un accès plus rapide aux sites dévastés.
Développement théorique
De retour à Washington à l’automne 1882, Finley s’inscrivit aux études supérieures de l’Université Johns Hopkins et se maria en novembre. Surmené par des études, ses recherches et son mariage, il fut admis dans un hôpital de l’armée en fin d’année. Abandonnant ses études supérieures et transféré au bureau du service de transmissions de Détroit, Finley s'était rétabli. En , il rentra à Washington à un nouveau poste comme responsable des transmissions du programme d'étude des tornades. Traitant plusieurs centaines de comptes rendus de tornades, il put tracer une carte plus précise des événements dont les 60 tornades du qui frappèrent le sud-est du pays, faisant environ 800 morts.
À partir du , Finley commença à produire des prévisions expérimentales interne au service météo de conditions favorables au développement de tornades, basées sur une analyse de la carte météorologique de surface du matin, complétées par des données climatologiques. Au début, deux prévisions par jour étaient émises, mais à partir de la fin avril et jusqu'en juillet, une seule prévision par jour était donnée. Ses 6 règles initiales de prévision de tornades furent publiées dans un article de 1884 de la revue Science et portaient essentiellement à repérer dans le quadrant sud à sud-est d'une zone dépressionnaire la région ayant les températures les plus chaudes et le point de rosée le plus élevé à l'avant d'un creux barométrique orienté nord-est à sud-ouest. Pour ses prévisions, il divisait le pays à l'est du degré de longitude Ouest en un certain nombre de régions et décidait dans lesquelles selon ses règles pouvaient se développer une tornade.
Le risque existe dans un secteur particulier autour d'une dépression ; La position de développement se trouve dans la région de forts contrastes de température généralement au sud et à l’est du centre ; Une relation similaire similaire existe avec la région de hauts contrastes en point de rosée comme précédemment au sud et à l'est ; Les régions de tornade se trouvent au sud et à l'est de la région de forts contrastes de vents frais du nord et de sud chaud - une règle qui semble découler des deux précédentes et qui est utile lorsque les observations de la température et du point de rosée ne sont pas accessibles ; La relation des régions de tornade avec le mouvement des nuages supérieurs et inférieurs a été étudiée et de bons résultats sont toujours espérés ; Les tornades semblent plus fréquentes lorsque l'axe principal des creux barométriques est orienté du nord au sud, ou du nord-est et au sud-ouest, que pour une orientation d'est à l'ouest.
En , Finley devint sous-lieutenant et fut envoyé à Fort Myers pour un complément d'instruction sur la signalisation militaire et un cours de météorologie avancée destiné aux officiers. En , il fut chargé d'inspecter les stations du service des transmissions dans tout le pays et des performances des observateurs météorologiques locaux. Il en profita pour disséminer le résultat de ses recherches dans le bureau du service météo et recruter de nouveaux observateurs volontaires. Ses premières prévisions ne furent pas diffusées au public mais en 1885, elles furent incluses dans la prévision quotidienne, mentionnant seulement le risque d'orages violents, sans mention de tornades, car ses patrons ne trouvaient pas sa technique assez fiable pour être si spécifique.
Il affina ensuite les règles pour les porter à 15, introduisant la climatologie des tornades de la zone potentielle, la courbure des isothermes, la progression lente du système dépressionnaire et la présence d'un fort anticyclone derrière le creux barométrique. Finley les publia en 1888 dans un article de l’American Meteorological Journal. Ces règles sont les premières à être utilisées pour de la détermination des zones à risque pour la prévision des orages violents.
Présence d'une zone de basse pression bien définie ; Progression lente de la dépression avec déplacement vers le nord de la zone chaude et humide dans le quadrant sud-est ; Orientation nord-sud ou nord-est à sud-ouest d’un creux barométrique ; La descente d'un anticyclone bien marqué à l'arrière de la dépression ; Gradients de température élevés ; Augmentation de la vitesse des vents dans les quadrants sud-est, sud-ouest et nord-ouest de la dépression ; Courbe vers le nord des isothermes dans le quadrant sud-est et la partie est du quadrant sud-ouest de la dépression ; Courbe vers le sud des isothermes dans le quadrant nord-ouest et la partie nord du quadrant sud-ouest ; Fort gradient de température entre les maximums des courbes de température opposées ; Augmentation de l’humidité élevée dans le quadrant sud-est de la dépression ; Vérification de la fréquence climatologique de tornades dans la zone visée ; Vérification de l'occurrence de tornades selon le mois de l'année ; Les tornades se produisent fréquemment par groupes ayant des trajets parallèles, à quelques kilomètres les uns des autres ; Les tornades se produisent toujours dans le quadrant sud-est d'une dépression située à plusieurs kilomètres au sud-est de son centre ; Courbe orientale dans les quadrants sud-ouest et nord-ouest d'une ligne séparant les vents de surface nord et sud de la dépression.
Finley compara l’occurrence de tornades par rapport à ses prévisions de mai à juillet et obtint de bons résultats mais ses critiques mentionnèrent que les zones visées étaient très larges et donc peu précises pour un avertissement, certaines climatologiquement faciles à prédire et que certains événements notés étaient plutôt des vents violents associés à ce qui serait plus tard appelé des rafales descendantes ou des derechos. Cette querelle sur la vérification, appelée l'« Affaire Finley », mena à la définition de méthodes de vérification des événements et prévisions météorologiques..
Un de ses principaux critiques des règles de Finley proprement dites fut H. A. Hazen, un scientifique civil du service météo.
Changements
De 1884 à 1886, le Congrès débattit du transfert de la responsabilité du service météorologique de l'Armée vers un service civil. Finley témoigna à la commission étudiant ce sujet et encouru l'ire de ses supérieurs par la description de son horaire très chargé (17 heures par jour pour la recherche et la prévision). Il fut alors réassigné à Washington et dut travailler seulement sur les rapports transmis à ce bureau central au lieu de participer aux enquêtes directement. Tôt en 1886, il fut même transféré aux archives et au contrôle de qualité des observations régulières. En , le général Hazen, directeur du service météo, assigna temporairement Finley au commandement de la station de signalisation de la ville de New York où il aida les agences maritimes à fournir des avertissements aux marins mais retourna à Washington en décembre.