Cycle de vie d'un orage

Que vous soyez un spectateur ou un «fantôme», il est probable que vous ne vous soyez jamais trompé sur la vue ou les sons d'un orage. Et ce n'est pas étonnant pourquoi. Plus de 40 000 se produisent chaque jour dans le monde. Sur ce total, 10 000 se produisent quotidiennement aux États-Unis seulement.

Au printemps et en été, les orages semblent se produire comme sur des roulettes. Mais ne vous y trompez pas! Les orages peuvent survenir à tout moment de l'année et à toutes les heures de la journée (pas seulement l'après-midi ou le soir). Les conditions atmosphériques doivent seulement être bonnes.

Alors, quelles sont ces conditions et comment conduisent-elles au développement des tempêtes?

Pour qu'un orage se développe, 3 ingrédients atmosphériques doivent être en place: portance, instabilité et humidité.

L'ascenseur est responsable de l'initiation du courant ascendant - la migration de l'air vers le haut dans l'atmosphère - qui est nécessaire pour produire un nuage orageux (cumulonimbus).

L'ascenseur est réalisé de plusieurs façons, la plus courante étant chauffage différentiel, ou convection. Au fur et à mesure que le soleil chauffe le sol, l'air réchauffé à la surface devient moins dense et monte. (Imaginez des bulles d'air qui montent du fond d'une casserole d'eau bouillante.)

Parmi les autres mécanismes de levage, on peut citer l'air chaud dépassant un front froid, l'air froid contrebalançant un front chaud (les deux sont appelés portance frontale), l’air étant poussé vers le haut le long d’une montagne (appelée ascenseur orographique), et l'air qui se réunit en un point central (appelé convergence.

Une fois que l'air a reçu un coup de pouce vers le haut, il a besoin de quelque chose pour l'aider à poursuivre son mouvement ascendant. Ce «quelque chose» est l'instabilité.

La stabilité atmosphérique est une mesure de la flottabilité de l'air. Si l'air est instable, cela signifie qu'il est très flottant et une fois mis en mouvement suivra ce mouvement plutôt que de revenir à son emplacement de départ. Si une masse d'air instable est poussée vers le haut par une force, elle continuera vers le haut (ou si elle est poussée vers le bas, elle continuera vers le bas).

L'air chaud est généralement considéré comme instable car, quelle que soit la force, il a tendance à monter (tandis que l'air froid est plus dense et coule).

La portance et l'instabilité entraînent une augmentation de l'air, mais pour qu'un nuage se forme, il doit y avoir suffisamment d'humidité dans l'air pour se condenser en gouttelettes d'eau comme il monte. Les sources d'humidité comprennent de grandes masses d'eau, comme les océans et les lacs. Tout comme les températures de l'air chaud favorisent la portance et l'instabilité, les eaux chaudes facilitent la distribution de l'humidité. Ils ont un plus haut évaporation ce qui signifie qu'ils libèrent plus facilement l'humidité dans l'atmosphère que les eaux plus froides.

Aux États-Unis, le Golfe du Mexique et l'océan Atlantique sont d'importantes sources d'humidité pour alimenter les violentes tempêtes.

Oui cela est cumulus un péché cumulus de beau temps. Les orages proviennent en fait de ce type de cloud non menaçant.

Bien que cela puisse sembler au début contradictoire, considérez ceci: l'instabilité thermique (qui déclenche le développement d'un orage) est également le processus même par lequel se forme un cumulus. Alors que le Soleil chauffe la surface de la Terre, certaines zones se réchauffent plus rapidement que d'autres. Ces poches d'air plus chaudes deviennent moins denses que l'air environnant, ce qui les fait monter, se condenser et former des nuages. Cependant, quelques minutes après leur formation, ces nuages ​​s'évaporent dans l'air plus sec de la haute atmosphère. Si cela se produit pendant une période suffisamment longue, cet air finit par s’humidifier et, à partir de là, continue la croissance des nuages ​​plutôt que de l'étouffer.

Cette croissance verticale des nuages, appelée mise à jour, c'est ce qui caractérise le stade de développement du cumulus. Cela fonctionne pour construire la tempête. (Si vous avez déjà observé un nuage cumulus de près, vous pouvez réellement voir cela se produire. (Le nuage commence à germer de plus en plus haut dans le ciel.)

Au stade du cumulus, un nuage de cumulus normal peut se transformer en cumulonimbus ayant une hauteur de près de 20 000 pieds (6 km). À cette hauteur, le nuage passe le niveau de congélation de 0 ° C (32 ° F) et les précipitations commencent à se former. À mesure que les précipitations s'accumulent dans le nuage, elles deviennent trop lourdes pour que les courants ascendants puissent les supporter. Il tombe à l'intérieur du nuage, provoquant une traînée dans l'air. Ceci, à son tour, crée une région d'air dirigée vers le bas appelée courant descendant.

Tous ceux qui ont connu un orage connaissent son stade de maturité - la période où des vents en rafales et de fortes précipitations se font sentir à la surface. Ce qui peut ne pas être familier, cependant, est le fait que le courant descendant d'une tempête est la cause sous-jacente de ces deux conditions météorologiques orageuses classiques.

Rappelons que lorsque les précipitations s'accumulent dans un cumulonimbus, elles génèrent finalement un courant descendant. Eh bien, lorsque le courant descendant se déplace vers le bas et sort de la base du nuage, les précipitations sont libérées. Un courant d'air sec refroidi par la pluie l'accompagne. Lorsque cet air atteint la surface de la Terre, il se propage devant le nuage orageux - un événement appelé front de rafale. Le front de rafales est la raison pour laquelle des conditions fraîches et venteuses sont souvent ressenties au début d'une averse.

Avec le courant ascendant de la tempête se produisant côte à côte avec son courant descendant, le nuage d'orage continue de s'agrandir. Parfois, la région instable atteint le bas de la stratosphère. Lorsque les courants ascendants atteignent cette hauteur, ils commencent à se propager latéralement. Cette action crée l'enclume caractéristique. (Parce que l'enclume est située très haut dans l'atmosphère, elle est composée de cristaux de cirrus / glace.)

Pendant ce temps, l'air plus frais, plus sec (et donc plus lourd) de l'extérieur du nuage est introduit dans l'environnement nuageux par le simple fait de sa croissance.

Avec le temps, à mesure que l'air plus frais à l'extérieur de l'environnement nuageux s'infiltre de plus en plus dans le nuage de tempête en croissance, le courant descendant de la tempête dépasse finalement son courant ascendant. Sans apport d'air chaud et humide pour maintenir sa structure, la tempête commence à s'affaiblir. Le nuage commence à perdre ses contours brillants et nets et semble plutôt plus déchiqueté et taché - un signe qu'il vieillit.

Le processus de cycle de vie complet prend environ 30 minutes. Selon le type d'orage, une tempête ne peut la traverser qu'une seule fois (une seule cellule) ou plusieurs fois (plusieurs cellules). (Le front de rafales déclenche souvent la croissance de nouveaux orages en agissant comme une source de soulèvement pour l'air humide et instable voisin.)