Orages Supercellulaires : Définition
ORAGES SUPERCELLULAIRES
Définition d'une Supercellule
Définition d'une Supercellule
1. Introduction
La définition des orages supercellulaires n’a cessé d’évoluer depuis les années 60. De grands noms de la météorologie orageuse comme Browning et Doswell ont d’abord établit les bases conceptuelles du principe de la supercellule. Puis des scientifiques comme Rotunno, Davies-Jones, Weisman, Klemp, ou encore Markowski, ont précisé la nature et les caractéristiques des supercellules. Ces orages si particuliers sont maintenant bien compris, et la plupart des zones d’ombres encore existantes résident plutôt dans le fonctionnement des tornades dont ils peuvent être à l’origine, ou sur certains de leurs aspects locaux.
Dans la nature, il existe une grande variété de formes d’orages supercellulaires, conduisant parfois à une définition ambigüe de ce type d’orage sur le terrain. Aussi, les spécialistes des orages considèrent que la définition actuelle d’une supercellule, est une moyenne statistique théorique. Vous trouverez ainsi toujours des exemples dans la réalité, qui s’en écarteront plus ou moins.
Mésocyclone Profond et Persistant
Un mésocyclone se définit comme une rotation des vents à mi-altitude (3 000 m environ) dans une zone de l’orage de 3 à 8 km de diamètre seulement (ce qui est beaucoup plus grand qu’une tornade). On l’identifie le plus souvent grâce à une signature en vorticité, et la plupart du temps, il n’est visible que via un radar doppler.
Une supercellule peut donc se définir comme étant un système convectif possédant un mésocyclone « profond et persistant » :
- Profond, implique que le mésocyclone se prolonge indirectement depuis la surface (quelques centaines de mètres au-dessus) jusqu’au sommet de l’orage (10 km environ) par l’intermédiaire de la circulation verticale ascendante. Autrement dit, une fraction suffisamment « significative » de l’orage convectif est influencée par le mésocyclone.
- Persistant, signifie que le mésocyclone perdure au-delà du temps que met une parcelle d’air pour s’élever de la base du courant aérien ascendant, jusqu’au sommet de l’orage. Ce temps étant en moyenne de 10 à 20 min, on considère généralement que le mésocyclone est persistant s’il dure plus de 30 min.
Signature Radar Particulière
Cette vorticité profonde et persistante de l’orage, semble donc être un critère majeur permettant de le définir en tant que supercellule. En pratique, on identifie souvent un mésocyclone par une région de vorticité verticale de valeur 0.01/s. Cependant, ce seuil est arbitraire, d’où la nécessité de l’utiliser en conjonction avec d’autres paramètres (signature, comportement…).
Par exemple, une supercellule est également définie par une signature radar particulière, mais qui est fréquemment l’objet d’un jugement subjectif de la personne qui analyse l’écho radar, contrairement à l’indice de vorticité (quantitatif).
En l’absence de radar doppler capable d’identifier et de quantifier très précisément la présence d’un mésocyclone, une supercellule peut être repérée par la présence d’une cellule isolée avec un comportement atypique, par rapport aux autres orages. Une supercellule possède, en effet, une circulation interne (profonde), qui permet une propagation transverse (persistante) par rapport à l’écoulement moyen.
Environnement Atmosphérique Commun
Il existe diverses morphologies de supercellules susceptibles de donner lieu à une multitude de possibilités de spectres radar différents, mais comportant tout de même un certain nombre de points communs.
En aucun cas la géographie d’un lieu donné ne peut produire un spectre particulier, même si, pour une région donnée, on peut retrouver des comportements typiques de supercellules. En revanche, l’environnement atmosphérique particulier, lui, donne la spécificité au spectre radar, indépendamment du lieu. Cette notion est importante, car, pour deux lieux A et B comportant les mêmes caractéristiques atmosphériques, vous obtiendrez à fortiori les mêmes structure et évolution de la supercellule.
Ainsi, ce ne sont pas les Grandes Plaines Américaines qui donnent la spécificité, mais l’environnement atmosphérique présent dans les Grandes Plaines. À environnements similaires, supercellules similaires. Mais il faut pour cela, non seulement, que les environnements à grande échelle soient identiques, mais également la limite qui permet l’initiation convective à échelle plus réduite.
Les radars doppler ont été plus que généralisés et les supercellules très étudiées dans cette région du monde. Partant de ce constat, il est envisageable de retrouver les mêmes caractéristiques de l’atmosphère dans d’autres endroits du monde, beaucoup moins étudiés et aussi équipés que les Grandes Plaines.
Subjectivité de la Définition
Tous les prévisionnistes opérateurs (surtout américains) prennent en très forte considération le fait qu’un orage soit classé en supercellule ou non, car c’est de ce critère, semble-t-il, que dépend la probabilité d’un évènement violent possible.
Et pourtant, que penser de la génération d’une tornade sur un orage classé comme n’étant pas une supercellule (landspout, gustnadoes…) ? Que penser des rideaux géants de grêle destructrice ? Que diriez-vous d’un front de rafale puissant générant d’immenses dégâts ? Que penser d’une supercellule qui ne génère que des événements mineurs ?
Tout n’est donc pas si simple dans la réalité et assez subjectif finalement. Certains chasseurs d’orages et météorologues pensent même que le mot « supercellule » en lui-même, est mal choisi et peut-être trompeur, en créant de la confusion entre un orage vécu comme étant violent et ce qui définit vraiment la structure orageuse supercellulaire. Toute supercellule n’est pas un orage violent et tout orage violent n’est pas une supercellule.
Au départ, ce terme avait été choisi pour différencier certains orages des multicellulaires et monocellulaires, qui semblaient avoir un comportement atypique, et qui généraient des évènements plus violents quelquefois que les autres orages alentours se formant dans le même environnement. Le fait que les supercellules américaines sont parfois plus fortes qu’ailleurs, vient du fait qu’elles sont générées dans un environnement énergétique important et qu’elles ont la capacité de générer de violentes tornades. Mais une supercellule tornadique reste une supercellule rare parmi les supercellules existantes, même aux USA.
2. Définition Générale
Classement
À l’origine, les supercellules étaient classées comme des orages monocellulaires. Le professeur Browning fut le premier à identifier et modéliser ce type d’orage en 1962 et caractérisa les supercellules comme étant les plus puissants des orages monocellulaires.
En 1979, Doswell et Lemon améliorèrent ses travaux et les supercellules furent classées à part, voyant que ces orages étaient un peu particuliers. Les seuls orages à être capables de générer des tornades durables, puissantes et destructrices. De plus, on se rendait compte que ces orages partageaient des caractéristiques à la fois avec les monocellulaires et les multicellulaires.
Ils classèrent alors les orages en 3 catégories principales :
- les orages monocellulaires
- les orages multicellulaires
- les orages supercellulaires
Ils développèrent également la Technique de Lemon pour relier la détection de signatures particulières dans les données radars à la présence du courant ascendant dans un orage, selon ce nouveau modèle conceptuel.
Depuis, ce classement n’a guère évolué. La famille des orages multicellulaires est cependant si vaste et si diversifiée qu’il n’est pas rare de les diviser en sous-catégories (cluster, MCS, ligne de rafale, tempêtes tropicales, etc).
Amorce Supercellulaire
Une supercellule est souvent un orage plus violent que ses voisins non-supercellulaires. Mais sa caractéristique principale est qu’elle possède un courant aérien ascendant tournant profondément dans la structure de l’orage et de façon persistante. La présence d’un mésocyclone bien formé est donc primordiale pour définir un orage supercellulaire. Si le mésocyclone existe, mais n’est pas persistant et/ou profond, alors le terme consacré est de dire qu’il s’agit d’une amorce supercellulaire.
En France (et plus généralement le Monde, hormis les USA), les chasseurs d’orages sur le terrain, sont confrontés à un problème majeur dans leur activité. Ils n’ont pas accès aux vitesses radiales Doppler (et aux observations dual-pol ZDR ou CC). Dans la majorité des cas, il ne leur est, de ce fait, pas possible de définir si le mésocyclone supposé atteint ces critères quantitatifs. C’est ainsi toujours un exercice subjectif où ils doivent faire appel à des critères indirects.
Le curseur pour définir une supercellule ou simplement une amorce est souvent soumise à interprétation et débat. Si l’orage coche seulement certaines cases de la définition de la supercellule, mais qu’il manque certains critères explicites, on parle alors juste d’orage suspect. Inutile de vouloir absolument classer un orage comme une supercellule si ce n’est pas possible.
Misocyclone / Mésovortex
Le mésocyclone présent à moyenne altitude est plus petit que l’orage supercellulaire qu’il structure et se trouve toujours dans une région particulière de celui-ci, autour de la colonne ascendante principale de l’orage. Lorsqu’une région de l’orage, inférieure à 4 km de diamètre, tourne sur elle-même, on ne parle plus de mésocyclone, car elle n’a plus la capacité de structurer de manière profonde l’orage en supercellule. Il s’agit d’un misocyclone.
Un misocyclone se définit comme une vorticité d’axe verticale entre 40 m et 4 km de diamètre que l’on retrouve, le plus souvent, le long d’un front de rafale. Mais un misocyclone peut également se retrouver le long d’un front froid, d’une brise de mer, et le long d’une ligne de convergence de méso-échelle.
Les misocyclones peuvent jouer un rôle important dans la formation de certaines tornades non-supercellulaires. Ces tornades non-supercellulaires se forment lorsque la rotation d’un misocyclone est advectée vers le haut en direction de la base des nuages et est étirée en intensité tornadique par un courant ascendant convectif non rotatif. Les misocyclones sont donc à l’origine des phénomènes tourbillonnaires non-supercellulaires et de faibles intensités, comme les petits tubas d’air froid, les vortex et tubas de cisaillement, les trombes marines (waterspout) ou les trombes terrestres (landspout).
Un misocyclone est en conséquence un terme générique (inventé par Fujita) qui désigne toute vorticité d’axe vertical, au sein d’un orage, de dimension inférieure à un mésocyclone et qui a une origine conceptuelle non-supercellulaire.
De même, toute vorticité d’axe vertical, au sein d’un orage, de dimension supérieure à un mésocyclone et qui a une origine conceptuelle non-supercellulaire, est appelé mésovortex (ou « vortex de méso-échelle »). Certains classent le mésocyclone comme étant un type particulier de mésovortex, mais la plupart des scientifiques font cependant bien la distinction. Un mésovortex est surtout connu pour concerner les bow echos (Mesoscale Convective Vortex – MCV) ou le mur de l’œil d’un cyclone tropical (Eyewall Mesovortex – EWMV). Mais on peut retrouver une vorticité d’axe verticale de méso-échelle non-supercellulaire, aussi dans d’autres circonstances.
Finalement, ce qui distingue principalement un mésovortex, d’un mésocyclone, encore plus que la dimension, c’est que le mésocyclone constitue essentiellement une rotation d’une colonne ascendante d’origine convective, or un MCV ou un EWMV non. Néanmoins, parfois, dans de rares cas, un mésovortex peut initier la formation d’un mésocyclone de plus petite échelle (et à plus basse altitude), ou au contraire initier la formation d’une dépression/tempête tropicale de plus grande échelle (synoptique).
Isolement
Les supercellules, dans leur représentation la plus classique, sont habituellement isolées des autres orages, d’où le fait qu’on les a classées longtemps comme de type monocellulaire. En effet, ce sont des orages généralement éloignés des autres orages et qui se développent souvent de manière indépendante.
Cependant, si elles ont leur vie propre, grâce à leur comportement atypique par rapport aux autres orages, les supercellules, fréquemment, partagent des caractéristiques avec les orages multicellulaires, voire peuvent se retrouver totalement enfoncées dans une ligne de grain puissante.
De plus, parfois, une supercellule sera accompagnée d’autres cellules moins puissantes, parasites, venant en compétition avec elle-même ou au contraire la renforçant. Les fusions ou divisions de cellules orageuses, qui normalement définissent les orages multicellulaires, ont également lieu avec les orages supercellulaires. Toutefois, la supercellule se repère habituellement au travers d’une animation radar par son comportement atypique, l’isolant des autres cellules autour, dont elle provient. Il arrive en effet de temps en temps que la supercellule puisse traverser d’autres cellules orageuses tout en gardant son caractère indépendant, comme si de rien n’était. Ce comportement isolé, indépendant, atypique, porte un nom, il s’agit d’un comportement discret. Le mot discret se comprend au sens mathématique, comme l’opposé d’un comportement continue.
Enfin, lorsque les conditions sont très propices à la génération supercellulaire, certains orages d’abord multicellulaires peuvent développer une ou plusieurs cellules au comportement supercellulaire en leur sein. Il est finalement rare que l’orage garde un caractère supercellulaire tout au long de son cycle de vie.
Déplacement
Une caractéristique des supercellules, est qu’elles peuvent durer des heures et traverser de très grandes étendues sans baisser d’intensité. Bien que cela ne soit pas une règle générale, les supercellules se déplacent souvent très rapidement (50 km/h en moyenne).
Mais le caractère principal des supercellules, et qui constitue conceptuellement sa signature la plus fondamentale, est leur capacité à dévier du flux moyen directeur (conditionné habituellement par le vent de moyenne altitude autour de 6 000 m). C’est une caractéristique propre qui permet de les classer en 2 catégories :
- Si elles dévient vers la droite, ce sont des moteurs droits
- Si elles dévient vers la gauche, ce sont des moteurs gauches
La grande majorité des supercellules dans le monde, à la fois puissante et vivant longtemps, sont des moteurs-droits. La raison n’est pas liée directement à Coriolis à l’échelle du mésocyclone, comme on pourrait le croire, mais aux conditions synoptiques sous-jacentes (à plus grande échelle que celui de l’orage). Ces dernières, elles-mêmes liés à Coriolis, vont structurer durablement la supercellule dans le temps. La raison est en conséquence très indirecte et c’est une nuance importante. En résumé, rien n’empêche un mésocyclone de se former dans le sens contraire de Coriolis, mais c’est plus souvent favorable d’aller dans le même sens que toute l’horlogerie météorologique à plus grande échelle.
Dimension
La taille moyenne d’une supercellule classique est de l’ordre de 20 à 60 km (30 km de diamètre étant la taille la plus habituelle). Mais les orages supercellulaires peuvent être de tailles très variées, de l’ordre de 10 km de large à peine jusqu’à 100 km de diamètre.
De même, la hauteur peut varier de 6 km seulement jusqu’à 16 km (en fonction de la latitude et des saisons). Mais ce sont souvent les orages (aux latitudes tempérées) qui ont les plus grandes extensions verticales. En effet, les supercellules se forment fréquemment de manière préfrontale, dans la masse d’air chaude liée à une dorsale anticyclonique, là où la tropopause est donc la plus haute.
Intensité
Les supercellules sont habituellement synonymes de temps violent. Elles produisent :
- d’intenses chutes de grêles et de grêlons extrêmement volumineux
- des précipitations torrentielles
- des vents destructeurs et constants (micro-rafales)
- et environ 30% des supercellules produisent des tornades sous le mésocyclone (ce chiffre provient des USA, mais il est probable qu’en Europe cela soit encore moins, où un nombre conséquent de supercellules existent néanmoins, mais sans phénomènes tornadiques)
La taille et la puissance d’un orage supercellulaire est d’autant plus grande que son environnement lui est favorable : instabilité, humidité de basses couches, air sec en moyenne troposphère, cisaillement des vents…
Nous ne décrirons pas l’ensemble de ces épiphénomènes associés aux supercellules (et plus généralement aux orages) dans ce dossier, il y aurait trop à dire, chacun méritant un propre dossier leur correspondant.
Situation dans le Monde
Les supercellules se produisent surtout dans les régions tempérées, car elles ont besoin à la fois d’air chaud en surface, mais aussi d’air froid en altitude. De plus, le cisaillement nécessaire à la rotation de l’orage est souvent corrélé à la divergence des vents crée par le jet-stream que l’on ne rencontre qu’aux latitudes tempérées.
Aussi, la région du monde où ces ingrédients se percutent de la manière la plus spectaculaire reste les États-Unis (dans le Middle West notamment et plus particulièrement dans la Tornado Alley dès le début du printemps). Cependant, elles sont aussi fréquentes dans les grandes plaines et les déserts du monde entier si les conditions atmosphériques s’y prêtent.
D’ailleurs, la toute première supercellule identifiée comme telle a été étudiée en Angleterre près de la petite ville de Wokingham (par Browning). On retrouve bien évidemment des supercellules en France d’avril à octobre, mais peu ont l’énergie nécessaire pour générer de puissantes tornades comme aux États-Unis. Ainsi, alors qu’on recense environ 1 ou 2 tornades par an d’intensité EF5 aux USA, la dernière EF4 en France à ce jour (en 2022) remonte à 2008 (Tornade de Hautmont) et la dernière EF5 date de 1967 (Tornade de Palluel).
3. Caractéristiques d'une Supercellule
Instabilité
Comme pour n’importe quel autre orage, il faut de l’instabilité pour former une supercellule. Mais contrairement à l’idée répandue que supercellule = forte instabilité, ce n’est pourtant pas le critère le plus déterminant. En fait, une supercellule peut se former même dans un environnement faiblement instable (de l’ordre de 500 J/Kg de CAPE). C’est parfois le cas avec les mini-supercellules ou les supercellules LT. En effet, ce n’est pas l’instabilité totale sur l’ensemble de la colonne verticale de l’orage (MUCAPE) qui est importante. On se sert alors surtout de la densité d’instabilité dans la zone basse et moyenne de l’orage pour ce type d’orage. En revanche, plus l’instabilité totale sera importante (jusqu’à 5 000 J/Kg de CAPE), plus la supercellule est susceptible de développer des phénomènes importants.
On qualifie souvent la supercellule d’orage parfait, car elle a la possibilité de s’auto-alimenter en amplifiant sa capacité à générer des phénomènes dangereux grâce à sa rotation. Si une supercellule se développe dans un environnement moyennement instable, elle génèrera donc des phénomènes supérieurs aux cellules voisines non-supercellulaires se développant dans le même environnement instable. Si une supercellule se forme dans un environnement très instable, alors les phénomènes générés sont toujours très dangereux et méritent presque à coup sûr la grande prudence.
Circuit Ascendant
Lorsque l’instabilité est très forte (CAPE supérieure à 2 500 J/Kg), les ascendances sont alors très puissantes et peuvent atteindre des vitesses verticales de l’ordre de 100 à 180 km/h. De ce fait, les précipitations qui s’y forment n’arrivent pas à tomber au sol immédiatement et sont rapidement transportées en altitude. Les gouttes de pluie sont maintenues en suspension dans l’air et peuvent donc grossir par coalescence jusqu’à atteindre une taille et un poids importants. Ainsi transportées au sein de la circulation puissante et complexe de la supercellule, elles finissent par retomber à la périphérie de la zone d’ascendance, là où les mouvements verticaux sont plus faibles.
Le cisaillement des vents, combiné à cette puissante énergie convective, forme un courant aérien ascendant, tournant de manière profonde dans la structure de la supercellule – le mésocyclone – parfois jusqu’au sommet de l’orage. On peut alors très vite arriver à une synchronisation entre le front de rafales descendant et ce courant ascendant rotatif. Le mouvement vertical sous le courant ascendant se renforce ainsi par l’apport du vent causé par les précipitations, presque en circuit fermé.
Tant que l’apport en air chaud est supérieur à l’effet pondérateur de l’air froid, c’est au contraire un renforcement de cette circulation qui a lieu. Ainsi, la supercellule s’auto-alimente grâce à sa capacité à aspirer l’air chaud environnant (inflow) et grâce aux cisaillements repoussant les précipitations (outflow). Cet équilibre peut durer des heures et c’est ce qui explique pourquoi les supercellules sont des orages qui peuvent durer plus longtemps que les autres. Lorsque enfin l’outflow prend le dessus sur l’inflow, alors la supercellule n’est plus alimentée en air chaud et se dissipe progressivement.
Effet de Couvercle
Un effet de couvercle est habituellement exigé pour former un courant descendant de force suffisante. Cet effet de couvercle est provoqué par une couche d’inversion située à moyenne altitude, c’est-à-dire qu’il existe une couche d’air plus chaud située au-dessus.
Dans l’air chaud de basse couche, l’air se refroidit plus vite qu’à l’état normal, à mesure qu’on s’élève en altitude ; cet air chaud est donc instable. Si l’air devient plus chaud à mesure qu’il monte en altitude, alors il devient stable.
Pour qu’il y ait instabilité, il faut au contraire de l’air froid au-dessus d’un air chaud. Lorsqu’une couche d’inversion se forme, elle a ainsi un effet inhibiteur à l’instabilité qui constitue une frontière empêchant l’air chaud de basse couche de monter plus haut ou l’air froid de descendre trop loin en-dessous.
Au contraire, lorsque l’instabilité située en-dessous ou au-dessus de cette couche d’inversion est très forte, elle provoque une accumulation d’énergie potentielle. Ainsi, quand elle cède, cela augmente l’instabilité, comme une « cocotte-minute » dont on enlèverait tout d’un coup le bouchon.
Ainsi, quand l’instabilité de basse couche rencontre une couche d’inversion inhibitrice, cela va permettre ce qui suit (l’un ou l’autre ou les 2 à la fois) :
- L’air au-dessous du couvercle va chauffer et/ou devenir plus moite
- L’air au-dessus du couvercle va se refroidir
Ceci crée une couche plus chaude et plus moite en-dessous d’une couche plus fraîche, séparées par une couche d’inversion. Ceci va rendre le tout beaucoup plus instable, parce que l’air chaud est moins dense et tend à s’élever.
Quand le couvercle s’affaiblit ou que des mouvements ascendants formés en basse couche réussissent malgré tout à percer la couche d’inversion, alors un développement explosif a lieu, comme si toute l’énergie accumulée grâce au couvercle cédait. Ce processus sélectif consistant à ne laisser passer que les courants ascendants les plus forts pour former des orages, il permet la formation de cellule plus violente, car isolées et ne rentrant pas en compétition entre elles.
Isolement et Compétition des Cellules
Plus la supercellule est isolée des autres orages, plus celle-ci sera destructrice, ce qui favorisera sa rotation et la production de tornade, en raison d’une forte alimentation en air humide disponible autour de la supercellule. Aussi, plus il y a d’orages violents autour, moins la supercellule sera intense, car cela réduit l’alimentation en air instable. On dit que les cellules convectives sont en compétition entre elles.
Les grosses tornades sont donc très souvent formées dans une supercellule isolée et distante des autres orages. La distance est bien entendue proportionnelle à l’humidité disponible. Ceci n’est d’ailleurs pas valable uniquement pour les supercellules, mais pour tous les types d’orages. L’effet de couvercle facilite cette sélection naturelle des orages en ne privilégiant que les ascendances les plus fortes.
Courant Descendant et Courant de Densité
Les précipitations, lorsqu’elles se déclenchent, entraînent avec elles un courant de densité puissant et dynamique. Ce courant de densité peut être renforcé par l’intrusion d’air sec de la moyenne troposphère qui favorise une forte évaporation des précipitations et donc un refroidissement.
Le courant descendant peut en effet atteindre 70 à 200 km/h. Les rafales associées au courant de densité sont souvent très fortes. Le fort courant de densité produit au sol une nette hausse de la pression atmosphérique et une baisse de la température. Ce sont en général les caractéristiques d’un orage fort.
L’orage supercellulaire présente encore une autre particularité. Grâce à une distribution favorable des vents dans la troposphère, le puissant courant de densité se déplace à la même vitesse que la supercellule orageuse, forçant ainsi les ascendances jusqu‘à l‘avant de la cellule. C’est ce qui contribue à maintenir le mouvement de la supercellule orageuse pendant une plus longue durée que les orages ordinaires.
L‘orage se maintient en une seule cellule, qui se déplace avec une structure interne organisée de manière stable, formée de deux courants d‘air : un courant d‘air froid descendant et un courant d‘air chaud ascendant, qui convergent au même endroit, dans le repère lié à la cellule. Ceci assure sa durabilité.
Cisaillement / Hélicité / Vorticité
Une supercellule est donc liée à la présence d’un mésocyclone profond et persistant. Ce mésocyclone peut se définir comme une grandeur de vorticité. Dans le prochain chapitre, nous allons voir comment, à partir d’un simple cisaillement des vents en altitude, une hélicité potentielle dans l’environnement peut se créer. Puis, nous verrons comment, à partir de cette hélicité relative, de la vorticité peut se mettre en place localement, créant un mésocyclone.
Car c’est bien le cisaillement des vents qui est le moteur principal de la vorticité d’une supercellule grâce à l’hélicité relative présent dans l’environnement de l’orage. Tout le schéma conceptuel d’une supercellule repose sur ce principe.
Cependant, longtemps, il y a eu un débat scientifique entre 2 approches différentes sur la dynamique des supercellules :
- La première approche stipule que lorsqu’un courant ascendant interagit avec un cisaillement vertical du vent favorable, il se produit un mésocyclone. De ce principe, on conclut que la déviation de la supercellule est dépendante de la nature du cisaillement et que le mésocyclone en devient une conséquence.
- La seconde approche stipule que lorsqu’un orage préalable se propage favorablement dans un environnement possédant une hélicité relative, il se produit un mésocyclone. De ce principe, on conclut que la déviation de la supercellule est dépendante de la création du mésocyclone grâce à l’interaction d’un orage initial avec l’hélicité relative et qu’elle en devient une conséquence.
En réalité, les deux perspectives se chevauchent beaucoup. Mais il est admis, depuis les années 2000, que c’est l’interaction d’un orage préexistant avec une hélicité relative ambiante qui est la cause de la propagation de l’orage supercellulaire. Le processus intrinsèque en lien avec le cisaillement, comme on le voyait auparavant, est donc relégué au second plan. De cette réalité, il en découle que l’on peut avoir des comportements supercellulaires, même avec un cisaillement linéaire, ce qui serait considéré comme non favorable dans l’approche plus ancienne. La condition pour y arriver étant que la propagation de l’orage initiale soit capable de générer de l’hélicité relative.
Conclusion
L’ensemble de ces processus peut être compliqué à se représenter. Il faut aussi considérer, pour que cela fonctionne, le rôle du gradient de pression linéaire et dynamique. Ceci afin d’expliquer non seulement pourquoi un côté est souvent privilégié plutôt que l’autre dans la déviation de la supercellule, mais aussi pourquoi les supercellules ont très souvent une configuration tridimensionnelle commune.
Ce sont tous ces éléments (cisaillement, vorticité, hélicité, gradient de pression linéaire et dynamique…), de prime abord assez complexes et pourtant essentiels à la compréhension d’une supercellule, que nous allons approfondir dans le chapitre 2 de ce dossier.
Annexes
Annexes
Bibliographie
- Browning K.A & Ludlam F.H : Airflow in Convective Storms, 1962
- Browning K.A : The Structure and Mechanisms of Hailstorms, Meteor, 1977
- Beucher F : Météorologie Tropicale : des alizés au cyclone, Météo-France – Cours et manuels n°19, 2010
- Calas C : Concepts et Méthodes pour le météorologiste, Météo-France – Cours et manuels n°21, 2013
- Doswell C.A & Burgess D.W : Tornadoes and tornadic storms: A review of conceptual models, National Severe Storms Laboratory, 1993
- Doswell C.A : What is a Supercell? 18th Conf. on Severe Local Storms, 1996
- Doswell C.A : Severe Convective Storms – An Overview, Vol 28, American Meteorogical Society, 2001
- Lemon L.R & Doswell C.A : Severe Thunderstorm Evolution and Mesocyclone Structure as Related to Tornadogenesis, American Meteorogical Society, 1979
- Le Vourc’h J.Y & Madec T : La Convection Orageuse dans tous ses États, Météo-France, 2007
- Marquis J.N & Richardson Y.P : Kinematic Observations of Misocyclones along Boundaries during IHOP, American Meteorogical Society, 2007
- Rotunno R & Weisman M.L : The Use of Vertical Wind Shear versus Helicity in Interpreting Supercell Dynamics, Journal of the Atmospheric Sciences, 2000
- Weisman M.L & Klemp J.B : The Structure and Classification of Numerically Simulated Convective Storms in Directionally Varying Wind Shears, National Center of Atmospheric Research, 1984
Autres
Remerciements
- Christophe Merlet, pour ses relectures et commentaires (version de 2006)
- Valerian Jewtoukoff, pour ses relectures et commentaires (version de 2022)
- Emilie Chappert, pour ses corrections orthographiques et syntaxiques
Article de 2006, modifié-réécrit en 2021/2022
Copyright : Damien BELLIARD – www.meteobell.com
Orages Supercellulaires
Orages Supercellulaires : Fonctionnement
Comment nait et fonctionne une supercellule ? Comment le cisaillement créé de la vorticité ? Qu’est-ce que l’hélicité relative ?
Orages Supercellulaires : Classification
Qu’est-ce qu’une supercellule classique, LP, HP, LT ? Existe-t-il des formes hybrides supercellulaires / multicellulaires ?
Orages Supercellulaires : Terminologie
Comment identifier une supercellule ? Qu’est-ce que le RFD, le FFD, l’Inflow ? Comment se forme une tornade, un nuage-mur, etc ?
