Les orages et leurs secrets

 

Parfois violents et destructeurs, les orages sont l'un des phénomènes météo les plus impressionnants qui se produisent un peu partout et à tout moment, dans notre partie la plus basse de l'atmosphère et, dans de nombreuses parties du monde. Ils sont le siège de manifestations électriques parfois spectaculaires, d'importantes précipitations, parfois de grêle, mais aussi générateurs de violents phénomènes venteux, tels que " les rafales descendantes ou les tornades ". Ces énormes monstres de vapeur d'eau, peuvent mesurer parfois plus de 6 à 10 km d'altitude, plusieurs dizaines de kilomètres de larges, voire des centaines pour les systèmes orageux les plus imposants et organisés, en délivrant une énergie considérable, à chaque fois qu'ils se manifestent au travers de notre planète.

 

Gros orage supercellulaire le 1 septembre 2011 en soirée, vers le Sud de la Dordogne (24) - Jérôme PETIT

 

Leur survenue a comme origine un net déséquilibre d'origine thermique, lié principalement à la présence d'un air plus refroidi que la normale en altitude, venant survoler des basses couches plus ou moins radoucies ou surchauffées, au gré des saisons et bien entendu du contexte météo associé, mais aussi d'un apport d'humidité suffisamment important. Ce différentiel de températures plus ou moins marqué, va alors favoriser l'instabilité dans la masse d'air et de ce fait, les grands mouvements verticaux symbolisés par la convection, par " le principe de la poussée d'Archimède ". L'air le plus chaud ainsi présent dans les basses couches, va alors s'élever en altitude et continuera son ascension, tant qu'il ne sera pas freiné par des couches d'air plus stables (accompagnées d'une augmentation graduelle de la température sur une certaine épaisseur), jusqu'au sommet de la troposphère, qui culmine généralement autour de 5 à 7 km durant l'hiver et 8 à 12 km en moyenne, durant l'été, pour notre latitude. A contrario, si l'atmosphère est stable, les ascendances seront systématiquement très limitées et les développements nuageux, généralement d'un aspect relativement plat, peu ou pas bourgeonnant, sans grande activité ou se limitant à de simples pluies stratiformes.

 

Schématisation du profil thermique de l'atmosphère en situation orageuse - Source web : UVED cours

CAPE : instabilité potentielle mesurée en J/kg; CIN : inhibition convective

 

Venant parfois s'y ajouter, une dynamique plus ou moins marquée dans l'atmosphère, laquelle permettra si les conditions le permettent, la genèse d'orages plus ou moins organisés, virulents et adoptant des comportements particuliers. Une dynamique, soit engendrée par le passage d'un talweg (front froid d'altitude), de l'arrivée d'une goutte froide (dépression d'altitude plus ou moins vaste et active) et de leurs forçages associés, soit d'altitude (sous forme de grandes ondes venant interagir avec la masse d'air et favoriser l'ascension de l'air chaud et humide présent dans les bas étages de l'atmosphère), soit dans les basses couches (convergences des vents soufflant dans des directions opposés). Elle englobe aussi, les " cisaillements de vents en vitesse et en directions ", lesquels ont une influence notable sur la structure, la durée de vie et aussi, sur le type d'orage, avec la vigueur, le positionnement et l'orientation des courants jets, situés et circulant à très haute altitude.

 

 

Associée aux orages, l'activité électrique qui se matérialise en général soit, sous la forme de petites décharges électriques se manifestant à l'intérieur de la cellule orageuse, plus communément appelé " des flashs ", soit par des décharges dites "  inter-nuageuses ", c'est-à-dire se faisant de nuage à nuage avec une partie du segment de l'éclair, plus ou moins visible et  " les coups de foudre nuage - sol ", pouvant apparaître très droit ou bien, agrémenté de plus ou moins nombreuses, ramifications. Autre variante, " les coups de foudre extra-nuageux ", correspondant grosso-modo à de puissants impacts de foudre de très grand taille, pouvant parcourir plusieurs kilomètres dans l'air plus sec, généralement entre la partie supérieure de l'orage et le sol, plus ou moins à distance du foyer orageux principal.

Puissant coup de foudre ramifié - Jérôme PETIT

 

Impact de foudre isolé et " droit " - Jérôme PETIT

 

Décharges intra-nuageuses (flash) et inter-nuageuses - Jérôme PETIT

Puissant coup de foudre extra-nuageux - Source web : O.Marciot 2010

 

Enfin, il faut savoir qu'il existe plusieurs types d'orages bien particuliers et, assez différentiables avec l'expérience et l'habitude de l'observation. Nous n'aborderons pas néanmoins, tous les types d'orages et resteront plutôt sommaire dans leur description :

Les orages monocellulaires : orages basiques, souvent peu intenses (hors cas particuliers) et présentant une durée de vie plus ou moins proche d'une trentaine de minutes, en moyenne. Ils peuvent générer de bonnes averses, parfois mêler d'un peu de grêle, d'éventuelles bourrasques de vent rarement intenses et une activité électrique généralement peu marquée, dans la plupart des cas. Sans être dopés par une instabilité suffisante et un minimum de dynamique, ils s'essoufflent assez rapidement, en général.

Les orages multicellulaires : grosso-modo, il s'agit d'un regroupement d'orages monocellulaires, pouvant prendre la forme d'un amas convectif plus ou moins vaste et organisé, ou, si les conditions le permettent, s'organiser en ligne. Ils peuvent s'accompagner parfois d'orages forts dans la masse, générant de fortes précipitations, pouvant se mêler de grêle et être accompagnés de fortes rafales de vent. L'activité électrique peut s'y avérer assez soutenue et durable, selon les cas, si l'instabilité disponible et la dynamique présentent, s'avèrent suffisante.

L'orage supercellulaire : il s'agit d'un orage monocellulaire, très évolué, bénéficiant d'un maximum d'instabilité, d'une très importante dynamique (intense cisaillement de vitesse et de direction bien organisé) et étant en général assez isolé dans la masse d'air et des autres systèmes nuageux ou orageux présents. Sa durée de vie peut facilement atteindre plusieurs heures, avec une tendance à présenter une rotation générale et peut générer de très fortes chutes de grêle de grosses dimensions, d'intenses précipitations en peu de temps, de violentes rafales de vent et parfois, des tornades.

Les MCS : il s'agit là de complexes orageux généralement vastes et organisés, bien au-delà des systèmes orages multicellulaires et peuvent être le siège parfois d'une forte activité orageuse (fortes précipitations durables, fortes rafales de vent et forte activité électrique parfois ininterrompue), généralement concentrée dans une certaine partie du système, là où l'alimentation en air chaud, humide et instable est le plus important. Ils peuvent durer plusieurs heures et parcourir facilement, plusieurs centaines de kilomètres.

Les MCC : on pourrait le qualifier d'un MCS encore plus évolué et plus intense, plus étendu spatialement aussi et présentant généralement une forte à très forte activité orageuse de façon générale. Ils peuvent alors générer de très violentes rafales de vent, des précipitations très soutenues et durables, parfois accompagnées de grêle et d'une activité électrique très souvent spectaculaire dans beaucoup de cas. Ils peuvent là aussi durer de nombreuses heures et parcourir une très longue de distance, avant de s'essouffler.

Les lignes de grains : en règle générale, il s'agit d'orages organisés en ligne et avançant plus ou moins rapidement dans le flux général. Ils peuvent se manifester tout au long de l'année (ex : dans un contexte dominé par un régime de traîne en hiver) et l'activité orageuse peut s'y avérer plutôt faible, comme assez soutenue ou très intense, dans certains cas particuliers. En général, elles génèrent de brèves averses pouvant être néanmoins soutenues, parfois de fortes rafales de vent, des chutes de grêle et de la neige si les conditions le permettent. Une variante étant le " Derecho ", une sorte de ligne de grains très évoluée, massive, très organisée, étendue sur une très longue distance et pouvant générer de très violents phénomènes durant son transit.

 

Rédigé par : Jérôme PETIT pour France Prévisions

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