1°) Le cumulo-nimbus, nuage d’orage L’orage est
1°) Le cumulo-nimbus, nuage d’orage
L’orage est un phénomène météorologique qui démarre par la formation d’un nuage : le cumulo-nimbus. Ce dernier, dense et puissant, en forme de montagne ou d’énorme tour, est le seul nuage capable de donner des orages de pluie, de neige ou de grêle. Leur expansion verticale est considérable, puisqu'elle atteint, voire dépasse le seuil de la tropopause, c'est-à-dire 12 à 16 kilomètres d'altitude.
Pour atteindre de tels développements, les cumulo-nimbus doivent être nourris par des volumes importants d'air chaud, humide et instable. Généralement, ces nuages se développent plutôt en fin d'après-midi, au-dessus des endroits où la nature du sol favorise la surchauffe des masses d'air dans les basses couches.
Il arrive aussi que certains nuages générateurs d'orage se développent plus ou moins horizontalement suivant la direction du vent. Enfin, certains nuages d'orage se développent lorsque des masses d'air chaud et humide rencontrent un front froid. Dans ces cas, les orages peuvent se déclencher à n'importe quelle heure de la journée et pratiquement en toutes saisons. C'est ainsi qu'en Bretagne, on peut observer de telles manifestations orageuses, en hiver, quand l'air océanique arrive au contact de l'air continental. D’autres phénomènes, observables en pleine mer, sont de même nature.
Généralement, la durée de vie d'un cumulo-nimbus générateur d'averse est de l'ordre d'une vingtaine de minutes. En revanche,celle des cumulo-nimbus générateurs d'orage atteint deux à trois heures, pendant laquelle on peut distinguer une phase de développement, une phase de maturité et une phase de dissipation.
Mais comment le cumulo-nimbus se transforme en nuages d’orages ?
a) Formation du cumulo-nimbus
Les orages surviennent généralement à la fin d’une journée particulièrement chaude.
A ce moment là, le sol libère de la vapeur qui s’élève dans l’atmosphère et qui gagne des régions plus froides. La vapeur d’eau se condense et passe ainsi d’un état gazeux à un état liquide, sous forme de minuscule gouttelettes d’eau en suspension dans l’air : un nuage apparaît.
Durant la période de développement, le nuage plus chaud que l'air ambiant, monte rapidement. Il accroît l'instabilité de la masse d'air originelle au fur et à mesure que la vapeur d'eau se condense en altitude. La chaleur latente de condensation vient ainsi prendre le relais et le nuage atteint rapidement des altitudes où la température est très en dessous de 0° C (au dessus de l’isotherme 0°C). Dans les parties élevées du nuage, des courants ascendants supérieurs à 30 m/s sont fréquemment observés. Ces forts courants ascendants soutiennent les gouttelettes de pluie, les supportant jusqu’à ce qu’elles atteignent un diamètre de 5 à 6 millimètres : ces gouttelettes chutent alors avec des vitesses de l'ordre de 8 à 10 mètres par seconde. Les grêlons, plus denses et plus gros atteignent des vitesses de chute de l'ordre de 20 à 30 mètres par seconde.
Le nuage adopte enfin la forme verticale d’une immense tour appelée cumulo-nimbus. Sa base se situe le plus souvent aux environs de 1000 mètres d’altitude et son sommet peut atteindre une altitude impressionnante : de 8 000 à 10 000 mètres au dessus des pays tempérés.
La phase de maturité commence avec les premières pluies. Il arrive un moment où l'accumulation de l'eau, sous forme liquide ou sous forme solide, est telle que les courants ascendants ne peuvent plus la retenir. Par suite à l'entraînement de l'air par les précipitations, des courants descendants se mettent en place, le plus souvent en avant ou sur les côtés du nuage. C'est d'ailleurs dans ces zones que l'on enregistre les précipitations les plus fortes, accompagnées par un renforcement du vent, et même l'impression que ceux-ci changent de direction. La phase de développement continue pendant la phase de maturité. C'est la raison essentielle qui fait que la durée de vie d'un cumulo-nimbus d'orage soit aussi longue.
La dernière phase de vie d'un cumulo-nimbus d'orage s'appelle phase de dissipation. Le nuage déverse ses dernières pluies et laisse derrière lui des cirrus d'altitude et quelques débris nuageux au voisinage du sol.
