CLASSEMENT - Orages : Introduction

Classement des Orages

1. Généralité

Orage ?
- En météorologie lorsqu'on emploie le mot Orage (ou orageux), c'est que l'on peut entendre le tonnerre. Que l'on puisse le voir ou non, c'est donc que cet orage produit de la foudre, des éclairs, des décharges d'électricité statique ou des flashs kerauniques. Il peut suffire d'un seul coup de tonnerre ou grondement entendue, pour pouvoir le qualifier d'orage.
- Une forte averse sans tonnerre, ne peut être appelée d'orage. On peut cependant dire qu'il s'agit d'une Cellule Convective (non orageuse) si le mécanisme ascendant-descendant de la cellule fonctionne de manière instable, malgré l'absence d'activité électrique.
- Un orage est donc un cycle complet de Convection Ascendante/Descendante, suffisamment puissant, pour pouvoir engendrer de l'activité élétrostatique (Voir le glossaire du site pour plus de précisions sur le mécanisme de Convection).
Cumulonimbus
- Avant même de commencer à parler de toute la faune orageuse, il est une notion primordiale à aborder, auquel il nous faut nous convaincre de tordre le coup. Le Nuage Orageux.
- Pendant très longtemps en météorologie, on s'est contenté de décrire l'état du ciel grâce à sa manifestation visuelle, à savoir le nuage issue de la condensation de la vapeur d'eau.
- Mais cela ne suffit pas, il faut définir ce qu'est un nuage orageux en terme de Science des Orages. La définition est évidemment différente des météorologues, prévisionnistes, climatologues ou même celle du grand public.
- Cet Atlas Visuel des nuages aux noms latins très savants est toujours en vigueur et est un outil très pratique. L'orage possède d'ailleurs son nuage associé, le très célèbre Cumulonimbus.
- On peut parler de Cumulonimbus même sans présence d'orage (donc sans tonnerre), car un cumulonimbus est décrit comme une simple forme visuelle et observable d'un nuage. Il est donc courant d'avoir un ou plusieurs cumulonimbus avec ou sans orages et ne provoquant qu'une brève averse.
- Mais dans l'univers des orages, il est très possible d'avoir un seul orage identifié, constitué de plusieurs cumulonimbus et d'une multitude de cumulus ou autres formes nuageuses possibles (altocumulus-stratocumulus). Il peut même arriver parfois d'avoir de l'orage sans qu'un cumulonimbus ne soit visible dans le ciel (nimbostratus).
- Aussi il n'est plus possible d'assimiler le cumulonimbus cappilatus incus, forme nuageuse visuelle typique et définie précisément, comme une finalité de classement des orages, bien au contraire.

2. Cellules Orageuses / Système Orageux

Cellule / Sytème
La première chose à comprendre en matière d'orage est la notion de cellules orageuses et de système orageux :
- Nous avons d'un coté, les cellules orageuses (entre 1km et 80km de largeur - environ)
- De l'autre les systèmes orageux (entre 1km et +1000km de largeur - environ).
Un système orageux est toujours composé d'une seule ou de plusieurs cellules :
- Une seule cellule orageuse isolée est aussi un système orageux.
- Plusieurs cellules orageuses organisées entre-elles, font toutes parties du même système orageux.
Monocellule - Multicellules - Supercellule :
Image Radar du 25 mai 2007 1- Un (système orageux) monocellulaire est composé d'une seule cellule orageuse (un seul courant ascendant/descendant, un cycle convectif localisé, une naissance (ascendant), une vie (ascendant + descendant) et une mort (descendant). Un orage monocellulaire est composé d'un seul nuage cumulonimbus. Ce cumulonimbus peut cependant avoir plusieurs cycles de vie. Voir le dossier sur les orages monocellulaires.

2- Un (système orageux) multicellulaire est composé de minimum 2 cellules orageuses. Il s'agit de plusieurs cumulonimbus qui, le plus souvent s'organisent entre eux. Ils peuvent prendre des proportions gigantesques, qui dans des cas très extrêmes, peuvent aboutir aux fameux cyclones tropicaux (+1000km de largeur).

3- Un (système orageux) supercellulaire est composé d'une seule cellule orageuse et qui possède un mésocyclone, c'est à dire une rotation profonde et durable de la colonne ascendante, surtout dans la partie basse de la cellule orageuse. Dans les cas extrêmes, cela peut aboutir aux fameuses tornades supercellulaires. Ce mésocyclone (rotation visible sous radar doppler), peut cependant parfois apparaître autour de plusieurs autres cellules orageuses. Il peut donc à la fois être un système orageux monocellulaire ou bien être une cellule orageuse au sein d'un système orageux multicellulaire ou supercellulaire. Il peut aussi être issu de la division multicellulaire d'un monocellulaire (splitting). Il est donc tout à la fois monocellulaire et multicellulaire. Cela dépend de l'échelle. Ce qui est important c'est la présence d'un méso-cyclone profond et persistant, sur au moins une cellule, car 1 cellule ne peut pas engendrer plusieurs mésocyclones, alors qu'un système orageux organisé le peut.

1. Notion d'Echelle

Généralité Usuelle :
- Lorsqu'on dit "un petit nombre d'échelle", cela veut dire qu'1 cm sur une carte, représente par exemple 1 millions de cm. (1cm = 10km) 1/1 000 000ème (en math, c'est une petite fraction, proche de 0 = petit nombre d'échelle). Une Carte de la France ou du Monde par exemple.
- Lorsqu'on dit "une petite échelle" ou "échelle petite", usuellement cela veut dire qu'on se représente cela comme quelque chose de plus petit que nous, de microscopique. 1 cm = 1mm par exemple.
Il me paraissait important de préciser cela avant d'aborder la notion d'échelle sur les orages, car j'ai souvent entendue une certaine confusion lorsqu'on parlait de petite ou de grande échelle.
Niveaux d'Echelles :
Schéma Echelles Synoptique Macro Méso Locale Micro Il existe plusieurs échelles pour différencier les orages entre eux, particulièrement au niveau des orages multicellulaires, de part leur caractéristique de système orageux à cellules multiples.

Ainsi, on peut définir 4 niveaux d'échelle météorologique terrestre (+ 1 climatique) :

1- L'échelle Microscopique, qui se définit autour de tout ce qui est trop petit pour être visible en détail à l'oeil humain (Ex : mécanisme de création d'une seule goutte d'eau). Aucun super-ordinateur actuel ne sera capable de sortir des prévisions météorologiques en se basant sur un tel niveau d'échelle avant encore très longtemps. Aujourd'hui en 2009, la maille la plus utilisée (1 pixel de résolution si vous préférez) est un carré de 50km de coté. Les prototypes les plus avancés peinent encore à prédir le temps correctement avec des mailles inférieures à 5 km de coté. La prévision météorologique à l'échelle atomique ou quantique ce n'est donc pas encore pour demain.

2- L'échelle Locale, se définit comme étant tout ce qui est visible à l'oeil humain, c'est donc assez vaste. Cela va de l'arbre foudroyé à la monocellule orageuse (Cb) en passant par la tornade, le nuage, le pré, la colline jusqu'à l'horizon (45km environ au niveau de la mer). Un humain ne peut pas voir les choses distinctivement au delà de 2km (objet -10 cm de coté situé à 600m de distance pour des yeux 10/10), mais certaines morphologies topographiques comme des vallées, des collines ou des forêts entre 2 et 80-90km de long peuvent également jouer des effets localisés, par exemple au niveau de la cellule orageuse.

3- L'échelle Meso (scale / moyenne-échelle) est tout ce qui est trop grand pour être visible. Cela peut donc dépasser l'horizon terrestre qui se situe au niveau de la mer aux environs de 90km de diamètre. Cela peut aller jusqu'à des dimensions même sous-synoptique, organisés en orages multicellulaires de plus de 1 000 km de diamètre. Cela se complique lorsqu'on essaye de séparer la zone méso de l'échelle locale. On peut définir cette frontière minimum comme entre 2 et 90 km environ. Du simple cumulus congestus (2km) à la cellule orageuse (20km) jusqu'au multicellulaire en phase de devenir Système Méso (MCS 70-100km), soit environ 88km de diamètre (horizon visible en mer).

4- L'échelle Synoptique commence à peu près vers 500km. En fait, on parle d'échelle synoptique, lorsqu'on commente et analyse des données en rapport à la Dynamique Générale Terrestre qui gouverne l'atmosphère tout autour de la Terre (40 000km de circonsférence environ), en tourbillons sans fins (jet-stream - anomalie de tropopause - hautes et basses pressions - perturbation - cyclone tropical).

5- L'échelle Astronomique dépasse l'orbite de la Terre, mais mise à part en climatologie elle intervient beaucoup moins en météorologie, surtout au niveau des orages. On utilisera alors plutôt comme base de calcul, la lumière infrarouge terrestre (chaleur) au sol (échelle locale donc), conséquence indirecte des rayons du soleil.

Echelles Emboîtées :
- Les 4 premières échelles se superposent souvent afin d'engendrer l'orage et la plupart des phénomènes météorologiques.
- Elles peuvent même s'emboîter de bien des façons possibles, la grande majorité des mécanismes météorologiques étant liés et co-dépendants, il est possible de structurer les échelles de différentes façons possibles et de manière cohérente.
- Les frontières de l'une à l'autre peuvent considérablement varier en fonction des mécanismes, processus et interprétations que l'on en fait. Chaque mécanisme météorologique à presque son propre niveau d'échelle et influe de différentes manières à plusieurs niveaux d'échelles en même temps.
- Aussi il ne vaut mieux pas définir une notion de distance comme frontière de l'une à l'autre, mais plutôt une notion d'interprétation de l'atmosphère, basée autour de l'Echelle Géophysique et Humaine du mécanisme que l'on étudie (surtout lorsqu'on essaye de comprendre ce mécanisme). Le reste n'est qu'une histoire de facilitée de communication, de convention tacite ou de système métrique.