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Les orages : c'est quoi en fait ?

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Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 17:26

Bonjour,

Depuis quelque temps, c'est un sujet assez sensible et il y a parfois des questions intéressantes qui sont posées sur le forum, autour des orages, de leur mystère et de leur fonctionnement.

Quitte à bien faire les choses, je me suis dit qu'il serait intéressant d'en parler dans un sujet, car ce sont des phénomènes complexes et relativement mal compris, du coup étant là pour ça, autant en faire un petit dossier ici. Mais cette fois-ci, en changeant un peu ma façon de faire, c'est-à-dire que je vais tenter de présenter ça sous la forme d'images, que de cracher un long pavé qui ne sera peut-être pas lu par tous. Cela n'intéressera pas tout le monde et je le conçois, mais je pense que ce sera utile pour d'autre.


1) Quels sont les paramètres principaux qu'il faut pour que survienne un orage ?


Un déséquilibre d'origine thermique, lié à une forte différence de températures entre les couches basses et hautes de l'atmosphère, favorisant de l'instabilité et les courants ascendants, par le principe de la poussée d'Archimède (la montgolfière)


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+

De l'instabilité, soit de l'énergie potentielle qui est en fait le carburant des nuages orageux


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+

De l'humidité suffisante contenue sous la forme de vapeur d'eau dans l'atmosphère


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+

Un paramètre qui va permettre d'initier la formation du nuage orageux : " un forçage " qui sera d'origine, thermique (échauffement marqué du sol et des basses couches), dynamique (arrivée d'un front froid en altitude) ou terrestre (zone de reliefs)


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2) Qu'es-ce qui conditionne la puissance, la durée de vie d'un orage, son type de précipitations et leur quantité ?


Une fois le nuage orageux développé et arrivé à maturité, il va lui falloir au moins un élément supplémentaire pour qu'il puisse continuer à croître, s'intensifier et à garder une certaine durée durant son trajet plus ou moins long, il s'agira de la dynamique générale de l'atmosphère et des cisaillements de vent en vitesse et en direction. En cas d'absence plus ou moins importante de cette dynamique, l'orage aura une durée de vie relativement courte, sera peu virulent et peu précipitant.

- Le cisaillement de vent en vitesse, représente une évolution de la vitesse des vents en prenant de l'altitude.
- Le cisaillement de direction, représente un changement de la direction des vents, à une certaine altitude.


Schéma représentant les cisaillements de vent avec le nuage orageux :


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En résumé, plus l'instabilité sera importante et plus la dynamique marquée, plus le ou les orages pourront être virulents. Le cisaillement des vents en vitesse et en direction, permettant aux nuages d'orages de se structurer d'une façon plus évoluée, ce qui leur permettra de gagner en intensité et en durée de vie.


La quantité de précipitations, le type de précipitations (pluie, grêle), le potentiel venteux et l'activité électrique, découlent de la combinaison de l'ensemble de ces paramètres : carburant + dynamique.

En gros, cela représente un peu le " chef d'orchestre " des nuages d'orages, qui vont suivre une certaine directive imposée dans l'atmosphère, leur permettant de ne pas s'éparpiller et de ne pas s'épuiser trop rapidement :

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3) Quels sont les paramètres terrestres qui peuvent influer sur les orages ?

- Les hautes collines (> à 200 ou 300 m d'altitude) : en favorisant un relatif forçage terrestre, par élévation de l'air chaud présent près du sol, le long des petites pentes, avec formation de nuages au-dessus de l'élévation, pouvant aboutir en situation limite à des averses ou un petit orage. L'effet est quand même assez limité.

- L'ensemble des reliefs : en favorisant de gros forçages terrestres, avec l’élévation importante de l'air chaud présent près du sol, le long des pentes montagneuses vers le haut, engendrant la formation de nuages orageux au-dessus des montagnes, dans des conditions ou ce serait totalement impossible ou presque, en zone de plaine.

- Les très vastes lacs (genre lac d'Annecy) : en apportant un surplus d'humidité disponible près du sol, au-dessus de la surface du lac, par évaporation, apportant un peu plus de vapeur d'eau dans l'atmosphère, laquelle sera utilisée par les nuages d'orages.

- Les forêts : seulement par évapotranspiration au niveau des très vastes forêts, permettant un peu comme les lacs, un petit surplus d'humidité qui peut dans certains cas, aider à la formation d'un nuage orageux, dans une situation météo qui d'apparence, ne le permettrait pas.

- Les grandes villes (Bordeaux, Toulouse, Lyon, Paris...) : par dégagement de chaleur urbaine, accumulée par les bâtiments et l'ensemble du complexe urbain, qui peut dans certains cas, augmenter encore la différence de températures entre les couches très basses et hautes de l'atmosphère, amplifiant ainsi l'instabilité et le carburant disponible.


Mais absolument, rien d'autre...


Enfin, qu'es-ce qui peut entraîner la mort d'un orage :

- Manque d'humidité dans une certaine épaisseur de l'atmosphère.
- Instabilité (carburant) trop limité.
- Dynamique (cisaillements de vent) insuffisante.
- Hausse trop marquée des pressions atmosphériques.
- Arrivée d'un air océanique plus frais et stable.
- Déphasage instabilité / dynamique.
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Anestel le Mer 31 Mai - 17:36

Est-ce que l'éclair tombe du ciel, ou il monte du sol?
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 17:37

Anestel a écrit:Est-ce que l'éclair tombe du ciel, ou il monte du sol?

Ni l'un, ni l'autre. Ce sont en fait " deux traceurs " (l'un ascendant et l'autre descendant) qui se rejoignent à une vitesse trop élevée pour que l’œil humain puisse s'en apercevoir. Le cerveau traduit ça en général comme un éclair, tombant du nuage vers le sol
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Anestel le Mer 31 Mai - 17:44

J'arrive à comprendre qu'il y ait de l'électricité puissante dans les nuages, mais l'ascendant, ça vient du sol qui lui ne subit pas de changements contrairement au ciel, comment ça se fait qu'il y ait un ascendant?
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 18:07

Anestel a écrit:J'arrive à comprendre qu'il y ait de l'électricité puissante dans les nuages, mais l'ascendant, ça vient du sol qui lui ne subit pas de changements contrairement au ciel, comment ça se fait qu'il y ait un ascendant?

En fait, simplement parce qu'il y a des charges électriques présentent dans le nuage orageux, mais aussi au niveau du sol, un peu partout en fait dans notre environnement.

Le précurseur qui va descendre du nuage, va dans le même attirer les charges positionnées au sol et vont chercher naturellement à se rejoindre, en empruntant le chemin le plus court. Une fois les deux étincelles connectées, c'est : l'impact de foudre.

PS : l'ascendant est par contre souvent plus court sur la distance que le traceur descendant.
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Anestel le Mer 31 Mai - 18:22

Euh je me suis mal exprimée: je voulais dire que du coup après ta réponse, je pensais (de façon erronée ou pas, à toi de me le dire) que pour qu'il y ait éclair, il fallait que la puissance électrique de ce qui tombe soit équivalente à celle qui monte, et j'avais l'impression que celle du sol était bien moins grande que celle du ciel. Me trompe-je?
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 18:25

Anestel a écrit:Euh je me suis mal exprimée: je voulais dire que du coup après ta réponse, je pensais (de façon erronée ou pas, à toi de me le dire) que pour qu'il y ait éclair, il fallait que la puissance électrique de ce qui tombe soit équivalente à celle qui monte, et j'avais l'impression que celle du sol était bien moins grande que celle du ciel. Me trompe-je?

En quelques sorte, oui complètement. L'électricité qui s'accumule comme dans une batterie, dans le nuage orageux est Ô combien de fois supérieure aux charges électriques présentes dans le sol... je ne sais même pas de combien et je ne pense pas que ce soit vraiment calculable...

A noter que le traceur ascendant qui va partir d'un point au sol, sera beaucoup plus court (en général) que le traceur descendant de la base de l'orage, ce que j'ai oublié de te signaler
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Pickland le Mer 31 Mai - 18:41

J'ai constaté que la foudre tombait souvent sur des arbres en zones humide dans un bas fond plutot que sur une butte je pense que c'est la conductivité et humidité de l'air qui est supérieur dans ces zones?
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 18:46

Pickland a écrit:J'ai constaté que la foudre tombait souvent sur des arbres en zones humide dans un bas fond plutot que sur une butte je pense que c'est la conductivité et humidité de l'air qui est supérieur dans ces zones?

Oui, c'est une explication en effet !
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par pat51 le Mer 31 Mai - 19:00

faudrait demander à archimède de venir pousser chez moi
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 19:02

pat51 a écrit:faudrait demander à archimède de venir pousser chez moi

Il pousse depuis quelques temps dans le 51, mais visiblement pas du tout au bons endroits violon bull

On va voir s'il pousse favorablement pour vendredi...
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Anestel le Mer 31 Mai - 19:09

Jéjé33 a écrit:
Anestel a écrit:Euh je me suis mal exprimée: je voulais dire que du coup après ta réponse, je pensais (de façon erronée ou pas, à toi de me le dire) que pour qu'il y ait éclair, il fallait que la puissance électrique de ce qui tombe soit équivalente à celle qui monte, et j'avais l'impression que celle du sol était bien moins grande que celle du ciel. Me trompe-je?

En quelques sorte, oui complètement. L'électricité qui s'accumule comme dans une batterie, dans le nuage orageux est Ô combien de fois supérieure aux charges électriques présentes dans le sol... je ne sais même pas de combien et je ne pense pas que ce soit vraiment calculable...

A noter que le traceur ascendant qui va partir d'un point au sol, sera beaucoup plus court (en général) que le traceur descendant de la base de l'orage, ce que j'ai oublié de te signaler
Donc j'avais raison sur un point sur 2 ...
Donc, est-ce pour ça que le point de rencontre entre ce qui monte et ce qui descend, donc la grosse étincelle, est quasiment tout près du sol? Et que c'est pour ça que les arbres sont foudroyés ou même animaux et gens?
Y a jamais de point de rencontre haut dans le ciel?
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 19:18

Pas vraiment tout près du sol quand même

Ça varie de l'ordre de quelques dizaines ou centaines de mètres, selon l'intensité de l'éclair, de son type, de la hauteur de la base du nuage orageux, de l’humidité contenue entre le sol et la base de l'orage et de ce qu'il se trouve au sol, mais aussi du relief

Il y a quelques cas atypiques de rencontre en effet, à des altitudes beaucoup plus élevées qu'habituellement, mais là on risque de rentrer dans du gros dossier...

Les arbres, les animaux et les gens sont touchés parce que la " moindre petite chose qui s'élève un peu au-dessus du sol " représente un point d'impact facile et direct au sol, pour la foudre (même un truc d'un mètre de haut). A noter que les animaux sont plutôt affectés par la foudre parfois, à cause de la propagation du courant électrique dans le sol (quand le sol est mouillé, c'est encore pire), lors d'un impact très proche d'un troupeau, par exemple.
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par jean-pierre-45 le Mer 31 Mai - 20:26

Très interressant
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Mer 31 Mai - 20:33

jean-pierre-45 a écrit:Très interressant

Merci Wink

J'ai essayé de condenser tout ça et de me limiter dans l'écriture, pour pas que ça pique les yeux et que ce soit indigeste à lire
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par vivanden le Ven 2 Juin - 11:42

Dans l'autre poste on parle de grêle, comment vous pouvez prévoir ce risque ?

vivanden
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

Message par Jéjé33 le Ven 2 Juin - 12:25

vivanden a écrit:Dans l'autre poste on parle de grêle, comment vous pouvez prévoir ce risque ?

Au travers d'une analyse complète et détaillée de l'atmosphère :

- Energie disponible (le carburant des orages)
- Évaluation de la puissance des orages et de la vitesse potentielle des ascendances (cela fait partie de la dynamique de l'atmosphère).
- Humidité contenue dans l'atmosphère (pour faire des grêlons, il faut bien de la vapeur d'eau).
- Altitude potentielle de sommet des nuages orageux.
- Et j'en passe...

Grosso-modo, plus le risque de développements orageux puissants sera envisageable, plus le risque de grêle sera important. A savoir que les plus grosses chutes de grêle se produisent au printemps et en été, puisque c'est là que les orages atteignant une verticalité importante et que les gouttelettes d'eau peuvent atteindre l'altitude suffisante pour leur congélation.

En fait, on applique la loi de Bergeron (oui il avait un nom spécial celui-là Laughing).
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Re: Les orages : c'est quoi en fait ?

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