Rafale descendante - Définition

Types

Les effets d'une micro-rafale sèche (Source NOAA)

Il existe deux types de rafales violentes classées selon l'environnement de l'orage :

• Une rafale descendante humide se produit quand l'air est humide dans toute la couche, entre le sol et les niveaux moyens de l'atmosphère, où la descente se produit. De plus, l'air des hauts niveaux, qui peut entrer dans l'orage, est plus froid que celui-ci. Il est donc en équilibre négatif (poussée d'Archimède) et va lui aussi descendre. Le vent ainsi rabattu s'accompagne alors de pluie.
• Une rafale descendante sèche se produit dans un environnement très sec dans les bas niveaux sous l'orage. Les précipitations descendantes s'évaporent alors avant d'atteindre le sol. La parcelle d'air qui contenait ces précipitations est alors plus froide que l'environnement, par perte de chaleur due à l'évaporation, et accélère vers le bas. Il y a donc rafale sans pluie.

Dimensions

Le cœur de précipitations et d'air froid qui descend du cumulonimbus peut avoir une dimension latérale plus ou moins grande. Une fois rendu au sol, l'air s'éparpillera donc en éventail sur une plus ou moins large entendue. On classe donc également les rafales descendantes en :

• macro-rafales lorsque le plus corridor de dommages a plus de 4 km de large ;
• micro-rafales lorsqu'il est de moins de 4 km.

Les macro-rafales durent de 5 à 30 minutes alors que les micro-rafales durent moins de 5 minutes. Les termes de micro et macrochasses d'air descendantes sont parfois utilisés en Europe.

Bibliographie

• (en) Fujita, T.T. (1981). "Tornadoes and Downbursts in the Context of Generalized Planetary Scales". Journal of the Atmospheric Sciences, 38 (8).
• (en) Fujita, T.T. (1985). "The Downburst, microburst and macroburst". SMRP Research Paper 210, 122 pp.
• (en) Wilson, James W. et Roger M. Wakimoto (2001). "The Discovery of the Downburst - TT Fujita's Contribution". Bulletin of the American Meteorological Society, 82 (1).

Dangers pour l'aviation

Les rafales descendantes sont très dangereuses pour les avions, en particulier lors des décollages et atterrissages. En effet le changement soudain de la force des vents sur de courtes distances change considérablement la portance de l'appareil. Ceci est particulièrement vrai pour les micro-rafales qui se produisent sur de très petites surfaces et ont causé plusieurs écrasements.

Dans ce genre de situation, l'appareil vole près du sol, à une vitesse proche de celle du décrochage et dans une attitude difficile à changer. Par exemple, lors d’un atterrissage, le pilote ajuste son taux de descente à la vitesse des vents de l'environnement mais soudain la rafale fait face à l'avion qui prend alors de la vitesse et le pilote inexpérimenté va réduire les gaz pour retrouver sa pente de descente. Cependant, dès que l'avion passe de l'autre côté de la micro-rafale, le vent change de direction complètement. L'avion voit soudainement sa portance fortement diminuer et il s'écrase avant qu'une correction ait pu être effectuée. Le pilote expérimenté va au contraire augmenter sa vitesse lors de l'arrivée dans la rafale pour avoir assez de portance lors du changement de direction du vent.

Nombre d'études de cas d'écrasements ont été faites aux États-Unis d'Amérique, la conclusion fut de déployer autour des aéroports plusieurs radars spécialisés dans la prises à fine échelle des conditions de vent dans la basse atmosphère, les profileurs de vent, pour repérer la présence de micro-rafales aux alentours de l'aéroport et de doter les avions commerciaux de radars Doppler. Les contrôleurs aériens consultent également les radars météorologiques pour suivre les orages potentiellement violents et un type particulier a même été développé durant les années 1990 aux États-Unis, le radar météorologique d'aéroport, dont la résolution plus fine permet d'identifier les rafales à plus longue portée. Ceci permet d'empêcher les atterrissages et décollages en zone dangereuse ou de prévenir les pilotes qui ne peuvent les éviter.