En météorologie, le dôme de chaleur est un mécanisme qui provoque la canicule. Il s’agit d’un blocage par un système de haute pression (anticyclone) persistant et/ou puissant produisant une sorte de dôme où la température est plus élevée sur une grande épaisseur de la troposphère que dans les régions environnantes. Ce phénomène a pour résultat des chaleurs caniculaires. Un dôme de chaleur peut survenir principalement en été et au printemps, lorsque la masse d'air se réchauffe suffisamment dans la journée et provoque des températures anormalement élevées sur une grande étendue géographique.
Terminologie Auparavant, l’expression dôme de chaleur (en anglais ) était employée pour désigner un îlot de chaleur urbain (en anglais ) car ce phénomène se caractérise par de l'air chaud qui forme un dôme sur de grandes villes. Il s'agit d'un phénomène d'échauffement local en comparaison aux zones non urbaines, dont les principaux mécanismes incluent le piégeage radiatif et l'inertie des matériaux urbains, le manque d'évapotranspiration, le ralentissement de l'écoulement du vent et les activités humaines Oke T.R., Boundary Layer Climates (2nd edition), Routledge, 1987.Oke T.R., Mills G., Christen A., Voogt J.A., Urban Climates, Cambridge University Press, 2017.Texte et image : Herbert Girardet, The Gaia Atlas of Cities : New Directions for Sustainable Urban Living, p. 28 - 29, 1996 Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie, Guide de recommandation pour lutter contre l'effet d'îlot de chaleur urbain, octobre 2012 .
Or, l'usage dans la météorologie, présenté dans cet article, est établi récemment, surtout à partir de 2021, à la suite de la catastrophe de la canicule de 2021 dans l'Ouest de l'Amérique du Nord. Certes, ce phénomène météorologique existe depuis longtemps et toujours. Toutefois, sa nature restait inconnue. Il s'agit tout à fait d'un phénomène naturel, à la différence du premier usage pour l'îlot de chaleur urbain.
Cette nouvelle utilisation du mot, d'abord relayée par des journalistes, a suscité une hésitation parmi certains scientifiques. Mais dès 2022, l'usage est bien établi tant par les chercheurs que par les autorités.
En 2025 encore, certains météorologistes hésitent à utiliser ce terme, en raison de la variété des phénomènes impliqués dans les canicules. Le mot risque d'être attribué, incorrectement, à un autre phénomène. Toutefois, comme John Monteverdi parmi eux, professeur émérite de l'université d'État de San Francisco, on se prononce en faveur de l'enregistrement du terme dans le Glossary of Meteorology de l'American Meteorological Society. Aux États-Unis, le mot heat dome (dôme de chaleur) est dorénavant officiel.
Il est à noter que l'effet inverse, le phénomène de goutte froide, peut se produire comme, par exemple, en France en .
Phénomène et mécanisme thumb|upright|Mécanisme. Voir aussi « Causes du phénomène dôme de chaleur en résumé » au-dessous.
Selon le National Ocean Service, un département de la National Oceanic and Atmospheric Administration américaine, un dôme de chaleur est une zone fermée de températures plus chaudes que les régions environnantes qui survient lorsque l'atmosphère retient l'air sous un anticyclone en été comme le ferait un couvercle // Cet article a été transféré et révisé le 22 août 2023 au site NOAA dans l'article Heat Index qui n'emploie plus le terme Heat Dome mais Heat Waves (consulté le 6 septembre 2023). En été, ce type d'anticyclone puissant est formé entre et d'altitude. Ce phénomène survient surtout lors d'une situation de blocage météorologique alors que les systèmes bougent peu ou très lentement d'ouest en est et que la chaleur peut s'accumuler sous l'anticyclone d'altitude grâce à la subsidence de l'air et au réchauffement diurne cumulatif. Heat Waves, JetStream, 2021, National Weather Service, consulté le=2021-07-03.. thumb|left|upright=1.5|Dôme de chaleur (HIGH en bleu à gauche, un anticyclone anormal) au-dessus de la province Colombie-Britannique au Canada, le 28 juin, lors de la canicule de 2021 dans l'Ouest de l'Amérique du Nord. C'était la région la plus touchée, avec de nombreux décès. Durant quelques jours, l'anticyclone ne s'est jamais déplacé. La dépression sur l'Océan Pacifique près de l'État de Californie (LOW en rouge) était une autre cause du phénomène, faisant venir de l'air très chaud depuis l'équateur.
thumb|Le courant-jet, qui circule normalement de manière linéaire, peut subir l'oscillation. En conséquence, l'anticyclone est bloqué dans le courant en forme de l'oméga (voir la carte isobarique à gauche).N.B. En septembre 2023, le bloc oméga a multiplié des dégâts en Europe. Alors que le dôme de chaleur avait de nouveau causé un épisode caniculaire en France [A], deux dépressions ont provoqué des inondations historiques (issues de la goutte froide) tant en Espagne [D gauche] qu'en Grèce [D droite]. En 2023, Météo-France détaille son mécanisme plus précisément. D'abord, ce phénomène a besoin d'un air déjà chaud. En Europe, il s'agit normalement de la couche d'air saharien tandis qu'en Amérique du Nord, est responsable l'augmentation anormale de la température issue de l'océan Pacifique tropical, souvent renforcée par le phénomène El Niño. Puis, une vaste zone anticyclonique à tout étage emprisonne cet air. Car en été, dans l'hémisphère plus ensoleillé, le courant-jet se déplace vers le pôle, par exemple jusqu'à la frontière entre les États-Unis et le CanadaNational Oceanic and Atmospheric Administration, The Jet Stream (consulté le 8 septembre 2023). Et ce courant-jet déplacé garde normalement des anticyclones puissants au côté de l'équateur, à cause de son oscillation. Ces hautes pressions de l'anticyclone développé empêchent de libérer la chaleur au-dessus au soir. En outre, ces pressions ont pour effet de provoquer la compression thermodynamique, qui crée plus de chaleur. Cet immense anticyclone est également capable d’empêcher la formation de nuages qui réduiraient le rayonnement du soleil et de vents d'ouest qui transporteraient l'air plus frais vers l’extérieur. Tels sont les éléments qui aggravent la canicule sous le dôme de chaleur.
L'Amérique n'a pas l'exclusivité du phénomène, parfois nommé dôme anticyclonique chaud, que l'on rencontre également en Sibérie et dans d'autres endroits..
Études météorologiques et climatologiques thumb|upright=0.8|Image de l'incendie de Lytton, prise le , le lendemain du record 49,6 °C. Auparavant, les études sur ce phénomène existaient peuAinsi, une étude publiée le 3 juillet 2020 dans la revue Nature ne mentionnait aucun mécanisme. Il s'agit d'une étude détaillée qui se contentait d'analyser la tendance de la vague de chaleur selon la région : S. E. Perkins-Kirkpatrick et S. C. Lewis, Increasing trends in regional heatwaves, dans la Nature, le 3 juillet 2020 . Il fallait attendre la catastrophe de 2021, de sorte que les études soient avancées.. C'est la canicule de 2021 dans l'Ouest de l'Amérique du Nord qui a sonné la sirène d'alerte aux chercheurs. Car, le dôme de chaleur a été constaté, d'abord, dans un des pays les plus froids, Canada. Puis, la température anormale enregistrée, 49,6 °C, reste le record mondial. Ensuite, la canicule a apparu à la fin du mois de juin, au lieu de juillet ou d'août qui connaissent normalement une température la plus chaude. En outre de ces anormalités, enfin, ce dôme de chaleur, sans précédent, a causé d'immenses dégâts. Les recherches sont en cours.
Études de 2022 Une des premières études remarquables est celle du docteur Dominik L. Schumacher de l'école polytechnique fédérale de Zurich, publiée en . Il a sélectionné 150 épisodes les plus intenses de canicule en Amérique du Nord, observés depuis 1982. Celui de 2021 reste le plus puissant et son anormalité est sans précédent. Tous ces 150 épisodes étaient liés à l'anticyclone. Or, la chaleur maximale n'était pas nécessairement coïncidée au moment où l'anticyclone avait sa plus forte intensité. Dans le cas de la canicule 2021, au contraire, la température la plus haute était constatée juste après que l'intensité de l'anticyclone avait atteint au sommet. De plus, l'augmentation de la température dans la troposphère était plus forte, une autre anormalité. L'advection verticale de cette troposphère, qui serait le responsable d'une chaleur jamais constatée, était observée surtout dans l'Ouest des montagnes RocheusesLytton, qui a enregistré 49,6 °C, est située dans cette région.. L'auteur et ses collèges considèrent que l'humidité de sol a un rôle important dans ce phénomène. Une fois vaporisée, l'eau est capable de transmettre beaucoup d'énergie dans le dôme. Et le chercheur a constaté l'interaction entre l'atmosphère et le sol. L'humidité restant dans le sol au début serait 11,7% de responsable de canicule, qui provoquerait 2,8 °C plus de température au moment du record, le .
Une étude de l'université de Chicago, présentée de même en , poursuivait la cause de ce phénomène catastrophique. D'après cette étude, la chaîne d'événements a débuté, le sur le golfe d'Alaska. Le courant-jet, affaibli, a causé une forte diffluence. Cette dernière a favorisé la formation d'une cyclogénèse puissante. À partir du , le courant-jet a commencé à former et à bloquer un anticyclone intense, finalement devenu un bloc oméga puissant. Cette date coïncidait l'arrivée de l'air très chaud. Ce blocage a par conséquent provoqué une immense caniculeEmily Neal et al., The 2021 Pacific Northwest heat wave and associated blocking : meteorology and the role of an upstream cyclone as a diabatic source of wave activity, le 22 novembre 2022 (consulté le 20 septembre 2023).
Études de 2023 En , une équipe de l'université de Colombie-Britannique a publié un compte-rendu très détaillé. Rachel H. White et ses collègues ont identifié pourquoi le village de Lytton, quasiment détruit par l'incendie, avait enregistré cette température inédite. Sous le dôme de chaleur, la situation géographique est importante. Ce village est situé dans les vallées Rocheuses où le fleuve Fraser et la rivière Thompson forment la confluence. Sous l'anticyclone exceptionnel, l'élan descendant de l'air chaud a eu effet de compression thermodynamique. Cette compression a été amplifiée par les vallées serrées des montagnes. Les roches exposées et sans arbres ont fait transformer le rayon du soleil en chaleur. De plus, avec l'anticyclone qui bloquait la chaleur, ces vallées serrées, manquant l'espace ouvert, empêchaient au soir de livrer la chaleur en tant qu'infrarouge au ciel. Aussi, à partir du , la température continuait-elle à évoluer, de jour comme de nuit, jusqu'à ce que le village enregistre 49,6 °CIl est possible qu'en août 2023, la vallée du Rhône ait subi le même phénomène.. Ces scientifiques ont pareillement examiné les provisions météorologiques. À vrai dire, cette canicule était prévue, déjà, le , 8 jours auparavant, par des météorologues qui constataient un anormal sur l'Océan Pacifique. Certains s'étaient aperçus, même le 7, que fût apparu cette anormalité. Puis, le , 5 jours avant, ils étaient convaincus qu'avec 95% de certitude, plusieurs jours de chaleur extrême arriverait. Toutefois, en craignant l'effet « L'Enfant qui criait au loup », ils hésitaient encore à le signaler. Finalement, c'était entre les 23 et 25 que les météorologues ont alerté aux autorités, à la suite d'une augmentation réele de la température. Le 25, la canicule a débuté.