Voûte d'échos faibles - Définition
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Principe de formation
Lorsque que de l'air plus chaud et humide que l'environnement est déplacé vers le haut depuis la surface, il subit une poussée d'Archimède qui fait continuer l'ascension tant que sa température est supérieure à celle de l'environnement. Ce faisant, la parcelle se refroidit selon la loi des gaz parfait et son humidité relative augmente. Lorsque la température est suffisamment basse pour la saturation, il y a formation de nuage puis de précipitations.
Ce mouvement est appelé le courant ascendant et il est de plusieurs mètres par secondes dans un nuage d'orage, un cumulonimbus. Si les vents dans toute l'épaisseur du nuage changent peu de direction et de vitesse, le cœur de précipitation retombera dans le même axe que le courant ascendant et le coupera. Par contre, si les vents changent de direction et de vitesse, les précipitations retomberont à un endroit décalé par rapport au courant ascendant. On aura alors une zone de forts échos radar en altitude, près de l'axe du courant ascendant, et une autre s'étendant jusqu'au sol dans la zone de chute des précipitations. C'est ce qui forme le « surplomb » dans une coupe verticale d'un orage ayant un mouvement vertical de modéré à fort.
La pente entre la zone en surplomb et les fortes précipitations, juste à côté, donnent une idée de l'intensité du courant ascendant. En effet, plus la pente est verticale plus le courant ascendant est fort et ce n'est qu'en haute altitude que les précipitations sont transportées par le vent latéral. Si le courant ascendant est extrêmement fort, la variation de la température et l'humidité relative de la parcelle en ascension sera différente au centre par rapport à sa bordure car les échanges avec l'environnement y sont moindres. Le courant ascendant sera ainsi plus fort au centre et la condensation s'y produira plus au haut en altitude que sur les côtés. Si la différence est importante, le surplomb donnera une structure en voûte : la « voûte d'échos faibles ».
Relation avec les orages violents
Un chercheur américain du nom de Lemon a publié en 1977 une technique (technique de Lemon) pour identifier les caractéristiques d'un orage violent et la présence de voûte d'échos faibles est l'un des paramètres les plus importants. En effet, les orages violents sont en général ceux qui ont le courant ascendant le plus fort. La détection de zone en surplomb et en voûte sur les échos radar permet donc de différencier ceux qui ont un plus grand potentiel de violence. On peut retrouver des surplombs avec les orages multicellulaires et les lignes de grain, mais c'est avec les supercellulaires qu'ils sont le plus associés avec des phénomènes violents.
La présence d'un fort courant ascendant dans un supercellulaire permet d'amener plus d'humidité à haute altitude où elle condensera en une plus grande quantité de pluie. Il permet également de supporter des grêlons plus massifs qui une fois déplacés hors de l'axe du courant, retomberont tout en ayant plus de chance d'atteindre le sol avant de fondre. En plus, si le courant ascendant est en rotation, le courant descendant peut accentuer cette rotation en la concentrant le long d'un front de rafale de surface et donner une tornade. Donc le développement d'une voûte d'échos faibles est un important indice dans l'analyse du météorologue.
