La puissance de ces deux tempêtes s'explique par la situation météorologique de cette semaine de Noël 1999: à partir du 23 décembre, sous l'effet de plusieurs advections froides d'altitude provenant du Nord du Canada un flux d'ouest se met en place. Une première dépression se forme, à l'avant d'une forte advection d'altitude au nord-ouest de celle-ci. Avec cette première dépression, il s'établit un rapide flux de sud-ouest à l'avant du talweg. Elle continue à se creuser tout en continuant sa route vers la Norvège. Le 24 décembre, le courant jet de basse-couche se renforce, puis le passage d'un catafront renforce ponctuellement le vent, ce qui provoque la circulation d'un courant jet quasi rectiligne de Terre-Neuve jusqu'à l'Europe de l'Ouest dépassant par endroit les 100 m/s (360 km/h). Dans cette circulation atmosphérique, une seconde dépression entrainée dans se flux d'ouest se rapproche peu à peu du courant jet et des anomalies de tropopause circulant au Nord. Dans la journée du 24 décembre, elle coïncide avec une de ces anomalies en sortie gauche du courant-jet. Grâce à une masse d'air en plus fortement instable, l'effet de chaleur latente de la convection renforce l'ascendance à l'intérieur de la dépression. Il se produit donc un creusement explosif d'environ 20 hPa en 5 à 6 heures.
Durant cette première tempête (Lothar) qui a abordé la moitié nord du pays le 26 décembre, des rafales maximales de plus de 140 km/h ont été enregistrés de manière généralisée à l'intérieur des terres (Strasbourg, Chartres, Langres, Nancy, Troyes, Caen, Orleans, Reims...) et les rafales ont été exceptionnelles en région parisienne avec 173 km/h enregistrés à Orly, 169 km/h à Nangis, 158 km/h à Brétigny-sur-Orge, 151 km/h à Vélizy-Villacoublay. L'anémomètre placé en haut de la tour Eiffel à 319m d'altitude se bloque à 216 km/h avant de s'envoler sous la puissance des rafales.

Le contexte de la seconde tempête est un peu différent : elle s'est développée dans la zone de confluence du courant-jet d'ouest principal sous l'influence de l'advection d'une anomalie de tropopause ; celle-ci située favorablement dans la partie nord-ouest de la zone dépressionaire a suivi un schéma d'interaction barocline classique en déformant le courant-jet principal. Comme pour Lothar, elle subit un creusement explosif de 25 hPa en 9h en arrivant près des côtes avec l'aide d'une advection chaude de température en basses couches et un dégagement de chaleur latente dû aux précipitations convectives en plus de l'anomalie de tropopause. Le courant-jet se renforce très fortement: le radiosondage de Brest mesure une valeur inégalée de 529 km/h à 8138m d'altitude le 27 décembre à 00h.
Durant la seconde tempête (Martin) qui est passée sur le sud du pays entre le 27 et le 28 décembre, les rafales maximales ont également dépassé les 140 km/h à l'intérieur des terres (Bergerac, Poitiers, Carcassonne, Perpignan, Bordeaux, Niort, Cognac, La Rochelle, Limoges, Clermont-Ferrand...), elles ont dépassé les 160 km/h sur le littoral avec 166 km/h à Biscarosse, 173 km/h au Cap Ferret et ces rafales ont été dantesques sur le littoral charentais, flirtant avec les 200 km/h : 198 km/h à la pointe de Chassiron et 194 km/h à Royan.

• Les tempêtes exceptionnelles de Noël 1999 Marie-Claire Baleste, Hubert Brunet, Alain Mougel, Jean Coiffier, Nicole Bourdette, Pierre Bessemoulin. Editeur: Météo-France / Direction de la Production / Direction de la Climatologie. ISSN:1159-1056
• Statistiques climatiques de la France 1971-2000 Direction de la Climatologie. Editeur: Météo-France / Direction de la Climatologie.
• La forêt face aux tempêtes Coordination Yves Birot, Guy Landmann et Ingrid Bonhême. Editions Quae, collection Synthèses, 2009, 472p. ISBN: 978-2-7592-0330-7
• Île de France: avis de tempête force 12 Martine Tabeaud, publications de la Sorbonne.
• Météo.Hebdo, Bulletin quotidien d'études et de renseignements, 1999 - n°52, Semaine du 27 décembre au 2 janvier 2000, ISSN:0765-1295, Météo-France
  
• http://france.meteofrance.com/jsp/site/Portal.jsp?page_id=10591&document_id=20519&portlet_id=43748 : page sur le site internet de Météo-France consacrée à ces deux tempêtes (attention néanmoins, certaines valeurs de vent en rafales sont erronées, les deux sources au dessus étant plus fiables). Consulté le 10/04/11
• https://public.meteofrance.com/generated/integration/img/produits/pdf/bcm_DVYADKE3IAG.pdf Bulletin climatique de Décembre 1999 rédigé par Météo-France, il contient de nombreuses valeurs remarquables de vent en rafale. Consulté le 10/04/11
• http://www.annales.org/ri/2002/425/tabeaud036-42.pdf Quelques valeurs et dégâts sur la région Parisienne. Consulté le 10/04/11
• La tempête du siècle, un film de Jean-François Delassus, France 3 éditions - Gedeon programmes - 90 min. Film mêlant des images d'archives, des témoignages et des reconstitutions en images de synthèse et faisant revivre heure par heure le déroulement de ces deux tempêtes accompagné d'une analyse météorologique à postériori.
• http://boutique.ina.fr/economie-et-societe/environnement-et-urbanisme/video/RN00001274733/le-point-sur-la-tempete.fr.html Une vidéo sur le site de l'INA qui fait le point sur la tempête et évoque les valeurs de vent atteintes en Bretagne, consulté le 11/09/11.
• http://bretagne.france3.fr/info/Les-temp%C3%AAtes-de-1999-59820188.html 5 vidéos proposées par France3 Bretagne qui reviennent sur ces deux tempêtes.
• Fiche météo Tempête Lothar issue du site Tempêtes de Météo-France : https://www.infoclimat.fr/FTPS/ftp_actualites/2012/tempete2pdf.pdf
• Fiche météo Tempête Martin issue du site Tempêtes de Météo-France : https://www.infoclimat.fr/FTPS/ftp_actualites/2012/fichetempete1pdf.pdf