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Météorologie > Orages
Les orages sont potentiellement dangeureux car ils sont le lieu d'important mouvements verticaux, de foudre, de vents forts et de précipitations de différents types. Leur appararition est très rapide et peuvent prendre par surprise les animaux et les humains.
Foudre
Durant un orage, l'air est chargé d'électricité.
La foudre est la manifestation la plus spectaculaire de l'électricité. En fait, l'éclair est une décharge d'électricité de multiples mégavolts, semblable au choc statique que vous éprouvez lorsque après avoir frotté vos pieds sur le tapis, vous touchez quelqu'un. Dans l'obscurité, en effet, le choc statique ressemble à un minuscule éclair.
Les nuages d'orage accumulent des charges électriques qui sont polarisées et attirées vers leurs opposées, à la manière d'un aimant.
La partie inférieure des nuages contient des charges négatives et la partie supérieure, des charges positives. Sous l'influence des nuages chargés, le sol acquiert à son tour des charges positives.
Lorsque l'accumulation de charges devient trop forte, l'éclair jaillit de la base du nuage charge négativement et frappe un objet chargé positivement, habituellement un autre nuage. Toutefois, le tiers environ des éclairs frappe le sol.
Voyageant à 40 000 km/seconde, l'éclair apparaît généralement comme une fourche à plusieurs branches. En fait, il s'agit en général d'éclairs multiples qui empruntent le même canal, à une vitesse tellement rapide que l'oeil ne peut les distinguer.
La foudre peut laisser dans l'air une odeur de brûlé. Lorsqu'un éclair fulgurant dissocie des molécules d'oxygène, d'azote ou de vapeur d'eau, ces éléments se combinent pour former de nouvelles substances extrêmement âcres, notamment de l'ozone, de l'ammoniac et des acides azotés.
Lorsque la foudre va du nuage vers le sol, elle emprunte le chemin le plus court et frappe donc généralement le point le plus élevé au-dessus de ce dernier. Lorsque foudroyé, un arbre, une maison ou un humain sera soumis à ce courant intense qui causera des dommages importants et souvent la mort.
Et le tonnerre ?
Le tonnerre est un bruit qui est la conséquence d'un impact de foudre au cours d'un orage.
Lors d'un coup de foudre, l'air au niveau du passage du courant électrique est chauffé (30 000 °C) brutalement ; cette variation brutale de la température entraîne une dilatation de l'air et donc une brusque expansion de ce dernier. C'est ce phénomène qui génère le bruit important du tonnerre.
Lorsque l'éclair est droit et court, les ondes produites s'entendent comme un seul coup de tonnerre. Lorsqu'il est long et présente des fourches, on entend une succession de coups et de grondements.
Le tonnerre permet aussi de déterminer la distance approximative d'un impact, en effet la lumière se déplaçant plus vite que le son, le tonnerre ne se manifeste pas au même moment que l'éclair. De ce fait il est possible d'évaluer la distance approximative en comptant le nombre de seconde qui espace un éclair de sa manifestation sonore. Il suffit ensuite de multiplier le nombre de seconde par la vitesse du son (340 m/s) pour obtenir la distance. Cela revient à considérer la vitesse de la lumière (environ 300 000 000 m/s) comme infinie, approximation acceptable par rapport à la vitesse du son.
Pluie
La quantité de pluie sous un orage est variable selon son type mais se produit toujours rapidement. Cependant, le relief de la région où il tombe peut influencer l'effet de celle-ci. Dans les zones montagneuses, le ruissellement dans les pentes peut amener des inondations dans la vallée en concentrant les quantités reçues vers une région restreinte. La déforestation et la saturation des sols vont accentuer les effets d'une pluie sous un orage. La pluie peut causer une liquéfaction du sol dans certaines conditions ce qui donnera des coulées de boue.
Vent, rafales et tornade
Certains types d'orages sont associés avec de fortes rafales de vents qui peuvent causer des dommages. Les tornades sont particulièrement dévastatrices mais ne se produisent qu'avec une infime proportion des orages.
Grêle
La grêle se forme lorsque des courants ascendants dans les nuages d'orage transportent des gouttelettes de pluie vers le haut dans des zones extrêmement froides de l'atmosphère. Là, elles gèlent et forment des grêlons. Lorsqu'ils deviennent trop lourds pour être soutenus par le courant, les grêlons tombent au sol à très grande vitesse.
La grêle peut être extrêmement dangereuse, surtout lorsqu'elle s'accompagne de vents violents
Elle peut détruire les cultures, endommager les véhicules et les maisons ainsi que nuire à la circulation. Les avions, planeurs et dirigeables sont très susceptibles d'encourir des dommages lorsqu'ils passent à proximité de ces nuages. En effet, non seulement ils seront frappés dans le nuage mais également à une certaines distance de celui-ci par l'éjection des grêlons. De plus, ces derniers seront souvent plus gros que ceux retrouvés au sol puisque les appareils volent à un niveau de température ou la fonte n'a pas encore eu le temps de réduire les grêlons.
Mouvement verticaux intenses
Dans un nuage, la turbulence est constituée de courants soutenus et non horizontaux; lors d'un orage, ces courants sont continus au-dessus de tout le secteur.
Durant la période active de la cellule, le nuage est presque entièrement parcouru par cette turbulence. Un courant ascendant prédomine durant le stade initial, alors que durant le stade terminal de l'orage, c'est le courant descendant qui est dominant.
La largeur du courant ascendant associé au développement du cumulus est habituellement inférieure à 7,5 km, bien qu'à l'occasion il puisse s'élargir jusqu'à 12 km. Durant le stade terminal, le courant ascendant est presque entièrement confiné à une altitude de 3 à 4,5 km.
Les courants descendants sont plus lents et de moindre étendue horizontale que les courants ascendants. Les courants descendants traversent la base du nuage et s'arrêtent près du sol, où l'air froid s'étale horizontalement. De la phase de maturité au stade de dissipation, le courant atteint sa vitesse maximale puis diminue d'intensité.
Sous le nuage, le courant principal est le courant descendant d'air froid associé à la zone de précipitations. Bien qu'il commence à s'étaler et à ralentir avant d'atteindre le sol, à des altitudes de moins de 300 m en zone de précipitations, il peut être important.
Généralement, un courant de cette sorte ne s'étend pas horizontalement sur plus de 5 km.