Caractéristiques
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Téléchargez l'animation sur la formation des orages ( nécessite powerpoint )
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Un orage est un des phénomènes
atmosphériques les plus spectaculaires.
Les orages sont des nuages au sein desquels se produisent des décharges
électriques dont les manifestations les éclairs et le tonnerre. Le nuage
caractéristique des orages est le cumulonimbus, reconnaissable par sa grande
extension verticale et sa forte densité.
Dans tous les cas d'orage important, l'air est instable en profondeur, de
la surface aux hautes altitudes. Comme préalables, il doit y avoir une
l'humidité relative élevée dans les bas niveaux, un air plus sec en altitude, et
très souvent un facteur important de soulèvement, tel une montagne ou un front
froid.
Un nuage d'orage est composé de cellules à divers stades de sa formation. Au plan horizontal, la masse nuageuse peut couvrir de 30 à 500 km. Généralement, ces cellules sont reliées entre elles par d'importantes couches de nuages.
Certains orages peuvent n'être formés que d'une seule cellule, mais celle-ci ne prendra pas l'importance qu'acquiert une cellule faisant partie d'un système multicellulaire. À mesure que l'orage évolue, chaque cellule grossit et gagne une altitude supérieure à celle de la cellule précédente.
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À son début, chaque orage est un cumulus. À ce stade, un courant ascendant prédomine dans toute la cellule, courant vertical qui atteint habituellement sa vitesse maximale dans sa partie supérieure, en fin d'étape. Il n'est pas rare que ce courant atteigne une vitesse de 16 m/s. À chaque niveau de ce courant, la température est supérieure à l'air environnant. Le diamètre de la cellule peut avoir de 2 à 10 km.
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Lorsque le courant ascendant gagne de hautes altitudes, une abondance de
cristaux de glace et de gouttelettes crée des précipitations. L'apparition des
précipitations à la surface indique que l'orage a atteint sa phase de maturité.
La traînée des précipitations est un des agents initiateurs du courant
descendant.
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Au début, ce courant descendant ne
touche que les couches intermédiaires et inférieures de la cellule. Il
augmente graduellement aux plans horizontal et vertical, bien qu'il
n'atteigne jamais le sommet du nuage. |
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Le courant descendant gagne graduellement toute la cellule, sauf la partie du sommet où le courant ascendant perdure. À ce stade, l'orage est parvenu au stade de dissipation. La pluie cesse graduellement et le sommet de la cellule s'effiloche en forme d'enclume. |
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Au début de la journée, le ciel était pourtant bleu avec seulement quelques petits nuages. Cependant, lorsqu'il fait chaud et humide, un mouvement de convection se crée. L'air chaud et humide se refroidit en montant et la vapeur d'eau qu'il contient se condense pour former des gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace et, par la suite, un nuage appelé cumulus humilis. |
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Il fait de plus en plus chaud et que le petit cumulus humilis du matin s'allonge est grossi pour former un autre nuage: le cumulus mediocris. |
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Ce petit nuage, qui a l'air tout à fait inoffensif, prend de l'altitude et son sommet atteint 6 000 mètres alors qu'il était à 1 000 mètres au début de la journée. Il porte maintenant le nom de cumulus congestus. La présence du cumulus congestus est un signe de l'instabilité atmosphérique. |
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L'instabilité atmosphérique et la convection vont faire en sorte que le haut du nuage monte jusqu'à la tropopause, qui est située à 10 000 mètres d'altitude. À cette altitude, il n'y a plus de courants ascendants : le haut du nuage s'étire horizontalement et prend la forme d'une enclume. C'est le cumulonimbus. Trois sortes de cumulonimbus existent: Le cumulonimbus calvus, le cumulonimbus capillatus incus et le cumulonimbus avec mamatus. Le plus violents d'entre eux est le capillatus incus reconnaissable par son sommet en forme d'enclume (incus en latin). La température à la tropopause est au-dessous de 0°C; le haut du nuage est donc composé de grêlons. Dans un cumulonimbus, les courants d'air vers le haut peuvent dépasser 100 km/h. |
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Le cumulonimbus peut donner différents types de précipitations. En effet, grêle, pluie, tonnerre, éclairs peuvent survenir durant les orages qui se produisent au cours de l'été. Aussi, si les courants ascendants ont atteint la tropopause, il y aura formation de mammatus sous l'enclume, ce qui annonce un temps violent et peut-être même la formation d'une tornade.
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