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Tourbillon de poussière

Introduction

Tourbillon de poussière à Johnsonville, Caroline du Sud

Un tourbillon de poussière se forme par beau temps, lorsque de l'air sec et instable entre en rotation et soulève la poussière ou le sable (Le sable, ou arène, est une roche sédimentaire meuble, constituée de petites particules provenant de la désagrégation d'autres roches dont la dimension est comprise entre 0,063 et 2 mm.) du sol. Les tourbillons de poussières sont appelés willy-williesen Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande partie de l'Océanie. En plus de l’île-continent...), d'après un mot aborigène, et dust devils aux États-Unis d'Amérique. Les Arabes pensaient que ces phénomènes étaient liés aux djinns.

Ces tourbillons ont un diamètre allant de quelques centimètres à plus de 10 mètres et ont une extension verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) de quelques mètres à plus de mille mètres. La plupart des tourbillons de poussière ne sont pas dangereux mais certains sont assez puissants pour soulever des objets lourds. Ainsi, le 7 mai 2006, à Trenton (Dakota du Nord) une petite fille de 4 ans jouait sur un trampoline. Elle fut soulevée à 8 mètres d'altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau de base. C'est une des composantes géographique et biogéographique qui explique la répartition de la vie sur terre.), et en réchappa avec des blessures mineures.

Principes physiques

Cause

Dans une région où l'insolation est importante, l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est...) se réchauffe près de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec...) du sol. Cette chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) se transmet verticalement par radiation (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par...) à une couche d'air plus ou moins épaisse. Si l'air est sec dans cette couche, le gradient de température suit l'adiabatique (En thermodynamique, une transformation est dite adiabatique (du grec adiabatos, « qui ne peut être traversé ») si elle est effectuée sans qu'aucun échange de chaleur n'intervienne...) sèche et est très instable.

Comme le sol n'est pas chauffé uniformément, il y aura des différences entre deux points voisins du sol. L'air plus chaud se déplaçant vers une zone plus fraîche va donc subir une poussée d'Archimède vers le haut et entrer en convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau...). L'air montant sera remplacé par de l'air provenant d'un autre point (Graphie) au sol et selon la configuration des vents, ceci pourra engendrer une rotation de l'air.

Les conditions favorables à la production d'un tourbillon de poussière sont :

  • Air sec dans la couche entre la surface et 700 hPa
  • Différence entre la température et le point de rosée de surface d'au moins 16°C
  • Faibles vents dans la couche entre la surface et 850 hPa
  • Zone de surface où le réchauffement peut varier (bordure entre un stationnement (Le stationnement tout comme l’arrêt d’un véhicule consiste en une immobilisation de ce dernier.) asphaltée et le gazon par exemple).

La hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) et le diamètre du tourbillon dépendent de l'instabilité et de la sécheresse de l'air. En regardant un diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des relations, des données statistiques, de l'anatomie etc. employé dans tous les aspects...) thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en...), comme un téphigramme ou un émagramme, on peut évaluer l'Énergie Potentielle de Convection Disponible (EPCD) et donc l'intensité potentielle du tourbillon.

La formation des tourbillons de poussière est similaire à celle des très faibles tornades mais comme l'air est sec, aucune condensation (La condensation est le nom donné au phénomène physique de changement d'état de la matière qui passe d'un état dilué (gaz) à un...) ne se formera et donc pas de nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage...). Au contraire des tornades, les tourbillons de poussières ne peuvent aller chercher les vents des niveaux supérieurs pour leur rotation ce qui en limite leur puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :).

Endroits favorables au développement

Les tourbillons de poussières peuvent se produire partout où sont réunies les conditions nécessaires : air sec et instable, différence de réchauffement au sol. Ils peuvent même se produire en hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.) au-dessus d'un sol recouvert d'une fine poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au dixième de...) de neige (La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les...) et donner des tourbillons de neige. Dans les climats tempérés, ils se produisent le plus souvent au printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le début de l'année) est l'une des quatre saisons des zones tempérées, précédant l'été et suivant l'hiver. Il se...) alors que l'air est encore sec et que les journées allongent. Dans les déserts, ils sont très courants en toute saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de la température. D'une durée d'environ trois mois (voir le tableau Solstice et Équinoxe ci-dessous), la saison...) car l'air y est sec et chaud par définition. En ville (Une ville est une unité urbaine (un « établissement humain » pour l'ONU) étendue et fortement peuplée (dont les habitations doivent être à moins de 200 m chacune, par...), ils seront de courte durée car les maisons et autres bâtiments les empêchent de circuler en toute liberté et ils meurent souvent en frappant un obstacle. On les voit le plus souvent dans les stationnements ou autre endroits qui absorbent plus d'énergie que les zones environnantes.

Activité électrique

Les particules de poussières en se déplaçant vont produire de l'électricité statique (Le mot statique peut désigner ou qualifier ce qui est relatif à l'absence de mouvement. Il peut être employé comme :) et lorsque le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) est assez intense dans le tourbillon (plus de 10 000 volts par mètre), cela peut générer une faible décharge et un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les...) radio.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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