La naissance du nuage orageux et de la foudre

Dans un premier temps, le cumuluscumulus bourgeonne, et sous cette apparente tranquillité se forme rapidement un véritable mastodonte. En effet, de puissants courants ascendants de près de 100 km/h propulsent de l'air chaud et humide des basses couches vers le haut du nuagenuage ,c'est le phénomène de convection.

Puis le sommet de ce cumulus vient s'étaler en forme d'enclume pour devenir un impressionnant cumulonimbuscumulonimbus à maturité bientôt prêt à engendrer de violents oragesorages, et ses bourgeonnements présents en son sommet commencent à se lisser.

Le haut du cumulonimbus grâce à l'instabilité atmosphérique et la convection, montera jusqu'à la tropopausetropopause, soit à environ 10 000 mètres d'altitude.

A cette altitude, il n'y a plus de courants ascendants, ce qui fait que le haut du nuage s'étire horizontalement en forme d'enclume (incus en latin) sous ce plafond naturel. (D'où le nom de cumulonimbus capillatus incus)

Chaque cumulonimbus contient plusieurs millions de tonnes d'eau liquide et de glace, et pèse un milliard de tonnes, soit l'équivalent en poids de 3 millions d'Airbus A340 !! Il aspire chaque seconde 700.000 tonnes d'air, en intégrant près de 9.000 tonnes de vapeur d'eau. 4.000 tonnes de précipitationsprécipitations arriveront chaque seconde sur le sol sous forme de pluie ou de grêle, il n'est donc pas étonnant d'avoir des crues éclairséclairs !!

• Comment se forme la foudrefoudre ?

A l'intérieur du cumulonimbus, un gigantesque brassage arrache des électrons aux particules d'eau et de glace. Ces frottements forment des charges électrostatiquesélectrostatiques, qui se regroupent par polarité :

- positives au sommet du nuage à cause des cristaux de glace,
- négatives à sa base en raison des gouttes d'eau.

Au sol, les charges sont positives par temps orageux. Ainsi, un amorçage se produit lors d'une différence de potentiel supérieure ou égale à cent millions de volts, à tel point que l'air ne peut plus jouer son rôle d'isolant. Comme les contraires s'attirent en électricité, les premiers éclairs pourront se produire grâce aux traceurs ascendants et descendants, qui en se connectant, forment un canal de foudre qui laissera s'écouler le courant.

Le principe est semblable pour les coups de foudre au sol comme pour les éclairs internuageux (entre plusieurs nuages) et intranuageux (au sein d'un même nuage) en altitude.

Les nuages orageux peuvent engendrer de très fortes précipitations, notamment sous forme de grêles ainsi que de violentes rafales.

• Comment se forme la grêle au sein du cumulonimbus

Au-dessus de la limite de congélation, les cristaux de glace sont soumis aux mouvementsmouvements alternativement ascendants et descendants. Dans les basses couches du cumulonimbus, de l'eau sous forme liquide s'agglutine à ces cristaux et les recouvrent ainsi d'une couche de glace transparente.

Ce futur grêlon entraîné à nouveau par les courants ascendants, se couvre d'une couche opaque constituée par un apport supplémentaire de cristaux de glace.

Ce va-et-vient et la multiplication des couches continuent jusqu'à ce que le poids du grêlon le fasse tomber au sol, à une vitessevitesse pouvant atteindre 160 km/h durant sa chute.

• Qu'est ce qu'un front de rafales ?

Vous avez sans doute déjà ressenti cette impression de baisse soudaine de la température ambiante avant l'arrivée de l'orage. Il fait chaud et lourd et tout à coup l'air se refroidit et le ventvent se lève, en voici l'explication.

Ce phénomène caractéristique d'une période franchement pré-orageuse, se nomme le front de rafales. En fait, il est lié à la chute de la pluie, puisqu'elle pénètre un air plus sec et plus chaud que le nuage dont elle provient.

Résultat : une partie de cette eau, voire sa totalité, s'évapore lors de sa chute.

Cette transformation d'eau en vapeur est une réaction qui pompe de la chaleurchaleur prise à l'air de l'atmosphèreatmosphère ambiant, qui devient ainsi plus frais. Cette formation de masse d'airmasse d'air plus froide devenant plus dense, en vient donc à chuter. Arrivé au sol, cet air s'écoule le long de la surface des terres sous forme de vents parfois violents. Il en découle une baisse brutale de la température pouvant aller jusqu'à une perte de 6 degrés, voire davantage, en quelques minutes seulement.

Les fronts de rafales sont souvent un bon indicateur de l'intensité de l'orage à venir, ainsi un front de rafales intense précède souvent des orages forts, électriques et grêligènes, dont le déplacement est rapide.

A noter que deux éléments influent sur la violence des orages. Le premier étant le degré d'instabilité de l'atmosphère ,quand au second, il s'agit de la dynamique de l'atmosphère, notamment avec l'importance de l'organisation des vents.