Orage - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Arcus d'orage au-dessus de Enschede (Pays-Bas).
Orage, Garajau, Madère.

Un orage, de l'ancien français ore qui signifiait vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface...), est une perturbation atmosphérique d'origine convective associée à un type de nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en...) particulier : le cumulonimbus (Le cumulonimbus, de la famille des cumulus, est le nuage qui présente la plus grande extension...). Ce dernier est à forte extension verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le...), il engendre des pluies fortes à diluviennes, des décharges électriques de foudre (La foudre est un phénomène naturel de décharge électrostatique disruptive qui...) accompagnées de tonnerre (Le tonnerre est un bruit qui est produit par l'expansion brutale de la fine colonne d'air qui a...). Dans des cas extrêmes, l'orage (Un orage, de l'ancien français ore qui signifiait vent, est une perturbation...) peut produire des chutes de grêle (La grêle est un type de précipitation qui se forme dans des orages particulièrement...), des vents très violents et, rarement des tornades.

Mécanisme de formation

Téphigramme qui montre le chemin de la parcelle d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) convective, température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) versus pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) (ligne rouge), par rapport à l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) (en noir). La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) en jaune (Il existe (au minimum) cinq définitions du jaune qui désignent à peu près la même...) est égale à son EPCD

Comme dans le cas des averses, les orages se forment dans une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) d'air instable lorsqu'il y a une réserve importante de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) et d'humidité (L'humidité est la présence d'eau ou de vapeur d'eau dans l'air ou dans une substance...) à bas niveau de la troposphère (La troposphère est la partie de l'atmosphère terrestre située entre la surface du globe et une...) et d'air plus sec et froid (Le froid est la sensation contraire du chaud, associé aux températures basses.) en altitude (L'altitude est l'élévation verticale d'un lieu ou d'un objet par rapport à un niveau...). Une parcelle d'air plus chaude que l'environnement entre en convection (La convection est un mode de transfert d'énergie qui implique un déplacement de...). Tant qu'elle n'est pas saturée, sa température change selon le taux adiabatique (En thermodynamique, une transformation est dite adiabatique (du grec adiabatos, « qui ne peut...) sec. À partir de la saturation, la vapeur () d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) contenue dans la parcelle d'air condense selon les lois de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur...), ce qui relâche de la chaleur latente (L'enthalpie de changement d'état, molaire ou massique, correspond à la quantité de chaleur...) et son changement de température avec la pression est alors celui qu'on appelle le taux pseudo-adiabatique humide. L'accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...) ascensionnelle se poursuit, jusqu'à ce que la parcelle arrive à un niveau où sa température égale celle de l'air environnant. Ensuite, elle se met à décélérer et le sommet du nuage est atteint quand la particule atteint une vitesse (On distingue :) nulle.

L'Énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) Potentielle de Convection Disponible (EPCD) pour ce type de nuages est plus grande que pour une averse et permet de développer des sommets de nuages qui atteindront une plus grande altitude. Ceci est important car les gouttes qui s'élèvent dans le courant ascendant perdent des électrons par collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de...) comme dans un accélérateur de Van de Graff. Un plus haut sommet permet d'atteindre une température inférieure à -20 °C nécessaire pour donner un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de cristaux de glace (La glace est de l'eau à l'état solide.). Ces derniers sont de meilleurs producteurs et transporteurs de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...), ce qui permet une différence de potentiel suffisante entre la base et le sommet du nuage pour dépasser le seuil de claquage (En électronique ou électrotechnique, le claquage est un phénomène qui touche entre autres tous...) de l'air et donner de la foudre.

L'instabilité potentielle de l'air n'est pas le seul critère, il faut généralement un déclencheur (En programmation procédurale, un déclencheur (trigger en anglais) est un dispositif...). Par exemple, le passage d'un front froid ou le réchauffement diurne. Un tel déclencheur peut agir à la surface ou en altitude, ce qui fait que les orages peuvent se développer près du sol ou être basés aux niveaux moyens de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Les orages peuvent donc se produire en toute saison (La saison est une période de l'année qui observe une relative constance du climat et de...), pourvu que les conditions soient remplies. Hormis les régions équatoriales, la période la plus active va de la fin du printemps (Le printemps (du latin primus, premier, et tempus, temps, cette saison marquant autrefois le...) au début de l'automne (L'automne est l'une des quatre saisons des zones tempérées. Elle se place entre l'été et...), car c'est à ce moment que l'atmosphère est la plus chaude et humide.

Effets

Les orages sont potentiellement dangereux, car ils sont le lieu d'importants mouvements verticaux, de foudre, de vents forts et de précipitations de différents types. Leur apparition est très rapide et peut prendre par surprise les animaux et les humains.

Foudre

Même l'orage le plus bénin comporte par définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la...) de la foudre. Celle-ci est une décharge électrique (Le terme décharge électrique désigne des phénomènes variés :) à travers l'air entre une partie du nuage et un autre ou le sol. Cette décharge se fait sous une haute tension (La tension est une force d'extension.), crée un plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées...) et cause des dégâts si elle passe à travers un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...). Lorsque la foudre va du nuage vers le sol, elle emprunte le chemin le plus court et frappe donc généralement le point (Graphie) le plus élevé de ce dernier. Lorsque foudroyé, un arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en...), une maison (Une maison est un bâtiment de taille moyenne destiné à l'habitation d'une famille,...) ou un humain sera soumis à ce courant intense qui causera des dommages importants et souvent la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...).

Les accidents liés à la foudre sont rares avec les avions et les planeurs. Bien qu'ils puissent être frappés, ils constituent une cage de Faraday (Une cage de Faraday est une enceinte utilisée pour protéger des nuisances électriques et...) qui isole leurs occupants. Le courant suit donc l'extérieur de la carlingue ( La carlingue est la pièce longitudinale de renforcement placée au fond d’un navire. ...) et continue vers le sol ou un autre nuage. La même chose peut être dite d'une automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un...) frappée par la foudre mais pas d'une motocyclette (Une motocyclette, également appelée par son apocope moto, est un véhicule...), puisque l'occupant dans ce cas est exposé aux éléments et que l'arc électrique (Un arc électrique est un courant électrique visible dans un milieu isolant (gaz, vide...). La...) peut passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques...) par son corps puis continuer vers le sol à travers l'air humide.

Pluie (La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état...)

La quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de pluie sous un orage est variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle...) selon son type mais se produit toujours rapidement. Cependant, le relief (Le relief est la différence de hauteur entre deux points. Néanmoins, ce mot est souvent employé...) de la région où il tombe peut influencer l'effet de celle-ci. Dans les zones montagneuses, le ruissellement dans les pentes peut amener des inondations dans la vallée (Une vallée est une dépression géographique généralement de forme...) en concentrant les quantités reçues vers une région restreinte. La déforestation et la saturation des sols vont accentuer les effets d'une pluie sous un orage. La pluie peut causer une liquéfaction (La liquéfaction est un changement d'état qui fait passer un corps de l'état gazeux...) du sol dans certaines conditions, ce qui donnera des coulées de boue (En sédimentologie, la boue est un mélange d'eau et de particules sédimentaires fines...).

En aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs,...), il existe des exemples d'écrasements sous des orages, dont celui du Vol 358 Air France (Le vol Air France 358 était un vol de passagers en partance de l’aéroport Roissy -...) à Toronto (Canada) en août 2005, où la pluie semble avoir mené également à de l'aquaplanage (De l'anglais aquaplaning -- planer sur l'eau --, l'aquaplanage ou hydroplanage est un phénomème...) ce qui lui a fait manquer de freinage et sortir de piste.

Vent et tornade (Une tornade (de l'espagnol tornado, dérivé du verbe tornar, tourner) est un vortex...)

Certains types d'orages sont associés à de fortes rafales de vents qui peuvent causer des dommages. Les tornades sont particulièrement dévastatrices mais ne se produisent qu'avec une infime proportion des orages.

Grêle

La grêle se forme sous certains orages et peut détruire les cultures, endommager les véhicules et les maisons ainsi que nuire à la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...). Les avions, planeurs et dirigeables sont très susceptibles d'encourir des dommages lorsqu'ils passent à proximité de ces nuages. En effet, non seulement ils seront frappés dans le nuage mais également à une certaine distance de celui-ci par l'éjection des grêlons. De plus, ces derniers seront souvent plus gros que ceux retrouvés au sol, puisque les appareils volent à un niveau de température où la fonte n'a pas encore eu le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de réduire les grêlons.

Mouvements verticaux intenses

Il est extrêmement dangereux de voler près ou sous des orages. Les courants ascendants sous les cumulonimbus calvus isolés lors d'orages unicellulaires, sont parfois utilisés par les pilotes de planeur (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe...). Toutefois, ces nuages qui ont un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de quelques kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...), peuvent avoir des courants ascendants de 10 à 15 m/s qui aspirent le planeur au sein du nuage. Si le planeur n'est pas équipé pour le vol aux instruments (IFR), le pilote perd tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) repère visuel et le planeur peut se mettre rapidement dans une posture (En posturologie, la posture est l'élaboration et le maintien actif de la configuration des...) dangereuse. Lors de leur dissipation, l'air devient très stable près des restants du nuage, il n'y a alors plus de courants ascendants et la région devient inutilisable pour les pilotes de planeur.

Certains pilotes de planeurs ont évolué le long de la ligne de cumulonimbus où se produisent des courants ascendants comme le long d'une montagne (Une montagne est une structure topographique significative en relief positif, située à la...). Comme une ligne d'orages multicellulaires se déplace, il est impossible de revenir à l'aérodrome (Un aérodrome est une surface (sur terre ou sur l'eau) destinée à être...) de départ sans traverser la ligne d'orages et l'atterrissage (L’atterrissage désigne, au sens étymologique, le fait de rejoindre la terre ferme....) dans un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) est périlleux car l'orage produit des rafales descendantes destructrices. Dans certains cas, les planeurs ont pu être retournés et détruits après l'atterrissage dans le champ par la ligne d'orages. Finalement, les orages supercellulaires sont incompatibles avec la pratique du vol à voile (Le vol à voile est une activité de loisirs et de compétition au cours de laquelle...) à cause des phénomènes extrêmes qui peuvent se produire.

Les avions doivent éviter les orages pour les mêmes raisons. Ceci est particulièrement vrai lors du décollage (Le décollage est la phase transitoire pendant laquelle un aéronef passe de l'état...) et de l'atterrissage alors que la vitesse de l'appareil est plus proche de celle de décrochage et qu'une rafale de dos (En anatomie, chez les animaux vertébrés parmi lesquels les humains, le dos est la partie...) ou une rafale descendante peut faire décrocher l'appareil et il risque de s'écraser du fait de la proximité du sol. En vol, les orages provoquent des turbulences incompatibles avec le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) de passagers, ainsi que des risques de givrage de la cellule et des moteurs (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...). Les avions évitent donc les orages.

Les mouvements verticaux sont également dangereux pour les parachutistes, qui peuvent être aspirés dans le courant ascendant de l'orage. Ils sont non seulement ballottés violemment mais vont se retrouver à des hauteurs où la température est bien en dessous du point de congélation (On appelle congélation toutes technique visant à faire passer un produit à...) dans une atmosphère remplie d'eau surfondue et de grêlons. Gelures et hypothermie (L'hypothermie est une situation dans laquelle la température centrale d'un animal à sang...) en résultent, et même la mort.

Page générée en 0.844 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique