Orage

Définition

Un orage est un phénomène météorologique caractérisé par la présence de la foudre et de ses effets sonores dans l'atmosphère terrestre appelé tonnerre. Les types de nuages météorologiques qui caractérisent les orages sont les cumulonimbus.

Un orage et ses arcs électriques :

Un orage s'accompagne parfois d'arcs électriques issus de la foudre. Un nuage porteur de pluie produit également des éclairs. Tous les orages sont dangereux. Chaque orage produit des éclairs.

Explications

Les cumulonimbus sont ces nuages gris et très sombres que nous voyons quand une tempête ou une pluie approche. Ce sont des nuages de grand développement vertical, qui obéissent à la rapidité de l'ascension produite par le mouvement de convection.

Les orages sont généralement accompagnés de vents violents, de fortes pluies, voire de pluies torrentielles, et parfois de neige, de grêle ou d'aucune précipitation. Ceux qui produisent de la grêle s'appellent des tempêtes de grêle.

Les orages violents peuvent pivoter, dans ce que l'on appelle les super-cellules. Alors que la plupart des orages se déplacent avec la vitesse moyenne de déplacement du vent dans la couche de troposphère qu'ils occupent, les coupures de vent verticales peuvent entraîner une déviation de la trajectoire perpendiculaire à la direction du vent coupé.

Origine

Pour que ces types de tempêtes se forment, l'humidité de l'air chaud qui monte dans une atmosphère instable est nécessaire. L'atmosphère devient instable lorsque les conditions sont telles qu'une bulle d'air chaud peut continuer à augmenter encore plus que l'air ambiant. L'augmentation de l'air chaud est un mécanisme qui tente de rétablir la stabilité, même lorsque l'air froid a tendance à diminuer et à disparaître.

Si la montée d'air est suffisamment forte, l'air se refroidit (adiabatique) à des températures inférieures au point de rosée et se condense, libérant ainsi la chaleur latente, ce qui favorise la montée de l'air et "nourrit" la tempête.

Les cumulus isolés sont formés avec un grand développement vertical (jusqu'à 10 000 m ou plus), alimentés par des courants d'air ascendants.

Des tempêtes peuvent se former dans les masses d'air de la convection surélevée, commune les après-midi d'été, lorsque la surface est chauffée. L'effet orographique (au vent dans les grandes montagnes) peut être associé aux fronts, étant plus intense dans le cas des fronts froids.

Les tempêtes les plus fortes sont générées lorsque l'air chaud et humide monte rapidement, avec des vitesses pouvant atteindre 160 kilomètres à l'heure, à des altitudes plus élevées et plus froides. Il y a à chaque instant environ 2000 orages à la surface de la Terre. Les rayons sont produits lorsque les particules de glace ou de neige commencent à tomber d'un nuage à la surface et correspondent à la libération d'énergie due à la différence de charge entre les particules.

Phases

Dans la vie d'un orage ordinaire (formé par la convection d'une masse d'air), ils comportent généralement trois phases (chacune dure généralement 15 à 30 minutes).

Les 3 phases d'un orage :

La formation d'un orage est suivie de 2 autres phases, la maturité et pour finir sa dissipation, qui met fin à l'épisode orageux.

La montée des courants d'air entraîne la formation de cumulonimbus. Si la charge est de l'eau pour la première fois et qu'il n'y a pas de foudre, ce ne sera pas un orage. Au sommet du nuage, le processus de croissance des cristaux de glace commence à produire les particules.

La croissance verticale atteint son maximum et les nuages sont associés à la forme d'une enclume. Elle commence généralement lorsque l'inversion de la hausse de la température de l'air est plus stable (tropopause).

Les vents dominants de cirrus à haute altitude commencent à se propager à partir du sommet des nuages. Les bases sont le bas du front et la foudre commence à apparaître à travers le nuage. À l'intérieur des nuages, la turbulence est intense et irrégulière, avec un équilibre entre les courants ascendant et descendant. Le poids des particules de précipitation est suffisant pour contrer le courant ascendant et elles commencent à tomber, entraînant l'air ambiant. Lorsque les particules tombent dans les parties les plus chaudes du nuage, il n'y a pas d'air sec qui pénètre dans l'environnement du nuage et peut provoquer l'évaporation de ces particules.

L'évaporation refroidit l'air, le rendant plus dense ou "lourd". Tout cet air froid qui tombe à travers le nuage et les précipitations qui forment le courant d'air lorsqu'il atteint la surface peuvent se répandre et former un front qui se déplace en déplaçant et en remplaçant l'air chaud de la surface. À ce stade de la tempête, des vents violents, des éclairs et des pluies torrentielles existent.

Les nuages commencent à se répandre latéralement, en couches ou en arêtes. Et les vents descendant des courants froids sont prédominants. L'air froid remplace l'air de surface plus chaud face aux mouvements ascendants de la tempête. A ce stade, il n'y a que des courants descendants et des précipitations faibles. Cela ne laisse que de nombreux nuages cirrus qui peuvent même contribuer, avec leur ombre, à freiner le réchauffement de la surface.

Mesure de distance

Pour mesurer la distance à laquelle se situe un orage, il faut visualiser les éclairs et entendre le tonnerre. En effet, le son et la lumière se déplacent dans l'atmosphère à des vitesses très différentes, la distance de l'orage peut être estimée par le décalage horaire entre la foudre (lumière) et le tonnerre (son).

La vitesse du son est d'environ 332 m/s (elle varie en fonction des conditions météorologiques). La vitesse de la lumière est si élevée (~ 300 000 km/s) que le temps qu'il faut pour arriver peut être ignoré dans cette approche.

Par conséquent, la tempête orageuse se situe à environ 1 km toutes les 3 secondes entre l'éclair et le tonnerre.

En rapport avec "orage"

• convection

  

  La convection est un phénomène physique résultant d'une instabilité de densité dans un fluide, généralement provoquée par une origine thermique et induisant...

• cumulonimbus

  

  Le cumulonimbus est un nuage de grand développement vertical, formé intérieurement par une colonne d'air chaud et humide qui se présente sous la forme d'une...

• nuage

  

  Un nuage est une collection visible de gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace dans l'atmosphère à une certaine hauteur au-dessus de la surface de la terre.

• tempête

  

  Une tempête fait référence à un vent fort d'une vitesse d'au moins 75 kmh ou d'un indice 9 sur l'échelle de Beaufort.