Types d'orages

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Les orages se forment à cause de la présence d'air instable et de courants ascendants chauds et humides. Selon leur origine, on les classe en orages de type frontal (ou cyclonique), orographique et thermique (ou orage dû à la chaleur).

On classe les orages en plusieurs catégories selon l'Énergie Potentielle de Convection Disponible (EPCD) et le cisaillement du vent avec l'altitude.

Les orages frontaux (ou cycloniques)

Les orages associés à front froid de perturbation forment une ligne appelée ligne de grains. Ces orages sont alimentés par le front et ont en abondance humidité, mouvements ascensionnels et instabilité. Parfois il se forme des orages auto-entretenus très violents à l'extrémité d'une ligne de grains. Appelés orages supercellulaires, ils peuvent durer plusieurs heures, car le front froid leur fournit un flux continu d'air plus froid à moyenne altitude qui augmente l'instabilité atmosphérique. Ils engendrent les vents, les averses de grêle et les tornades les plus destructeurs.

Dans cette catégorie, on distingue les orages à fronts chauds, à fronts froids, à front occlus et pré-frontaux.

Les orages à front chaud

Les orages à front chaud se forment quand de l'air instable s'élève et traverse la surface frontale du phénomène. Leur front est parfois très étendu ( plusieurs centaines de kilomètres), alors que la largeur ne dépasse pas 50 km. Le ciel est alors encombré de cumulonimbus épars, avec courants ascensionnels peu intenses. Les cumulonimbus ont des contours gonflés en raison des mouvements convectifs actifs de l'air.

Les orages à front froid

Les orages à front froid apparaissent quand la masse d'air d'un front froid, généralement rapide, vient s'infiltrer sous celle d'un front chaud, plus lent. L'air chaud et humide est alors soulevé très rapidement et provoque d'énormes courants d'air. En général, il s'agit d'orages très violents.

Les orages à front occlus

Les orages à front occlus sont assez faciles à distinguer avec à la position des cumulonimbus. Leur base se trouve effectivement à des altitudes très élevées. Après un orage de ce type, le ciel retrouve provisoirement son calme avant une dégradation durable du temps.

Les orages pré-frontaux

Les orages pré-frontaux sont les plus sournois et les plus imprévisibles c'est pourquoi ils sont relativement dangereux si on se trouve en mer ou en avion. Ils peuvent se former à des centaines de kilomètres du front chaud et les perturbations qu'ils provoquent sont particulièrement virulentes. Ils sont dus à trois facteurs principaux : la poussée d'un front froid qui avance, un air instable et un grand réchauffement du sol consécutif à un fort rayonnement solaire.

Les orages orographiques (ou convectifs)

Les orages peuvent se produire par suite du réchauffement diurne, du passage d'air froid et humide sur une surface plus chaude ou par ascendance orographique. La topographie est donc un facteur très important. Même si une masse d'air a des propriétés de température et d'humidité relativement uniformes au plan horizontal, la topographie peut changer localement ces propriétés.

Par exemple, l'air près de la surface d'un lac est plus humide qu'à l'intérieur des terres. Le déplacement des orages dépend uniquement des vents en altitude. De fait, s'il ne vente pas, les orages resteront presque stationnaires.

Réchauffement diurne de l'air humide. Dans ces conditions, les orages se produisent l'après-midi et en début de soirée par jour chaud de printemps ou d'été. Ils ont tendance à être isolés. La nuit, lorsque le sol se refroidit, l'air se stabilise dans les couches inférieures et l'activité orageuse cesse ;
Air froid et humide se déplaçant au-dessus d'une surface plus chaude. Les orages ont alors les mêmes propriétés que celles décrites plus haut. Ils sont fréquents près des zones côtières lorsque les vents du large sont dominants ;
Air froid et humide se déplaçant au-dessus d'une étendue d'eau plus chaude. Dans ce cas, les orages sont plus fréquents en début de matinée, d'automne ou d'hiver. Ils ne sont pas aussi importants que les orages formés au-dessus du sol, mais ils sont plus compacts ;
Ascendance orographique. Des orages peuvent se produire si un écoulement instable d'air humide est soulevé par une chaîne de montagnes. Dans ce cas, ces orages s'alignent le long du côté au vent de la chaîne de montagnes, et durent aussi longtemps que l'écoulement d'air les alimente.

Les orages thermiques (ou de chaleur)

Dus à un sol particulièrement chaud, ils sont très intenses aux tropiques où l'humidité et la chaleur atteignent leur maximum. Contrairement aux autres orages qui éclate à n'importe quelle heure du jour ou de la nuit, ses orages se développent que durant la saison chaude, l'après-midi sur les terres et la nuit en mer.

Classement des structures orageuses

Orage monocellulaire

L'orage monocellulaire est le plus simple dans sa structure. Il est constitué d'une seule cellule dans laquelle on retrouve le courant ascendant qui, une fois arrivé à maturité, se fait progressivement "asphyxier" par le courant descendant et les fortes pluies associées. C'est l'orage typique d'une fin d'après-midi d'été. Ce type de phénomène est de petite taille, souvent peu mobile, isolé, et de par sa structure, n'excède généralement pas plus d'une heure.

Orage multicellulaire

Orage formé de plusieurs cellules convectives à différents stades de leur existence. Les plus jeunes se trouvent à l'avant par rapport au déplacement, leur développement augmente vers l'intérieur de la masse nuageuse.
En effet, il se développe lorsque la vitesse du vent se modifie avec l'altitude de sorte que le courant descendant (zone des fortes pluies) est décalé avec le courant ascendant et n'asphyxie plus ce dernier.

Les orages multicellulaires peuvent parfois s'organiser en "amas orageux" de grande échelle appelés MCS (mesoscale convective system) et dont le développement peut atteindre plusieurs centaines de kilomètres de diamètre. Les orages multicellulaires peuvent aussi s'organiser en "lignes de grains", fréquents au passage des creux thermiques ou des fronts froids instables.

Orage supercellulaire

Un orage supercellulaire n'est formé que d'une seule cellule convective de très grande taille, de très forte intensité et de très longue durée de vie. À titre de comparaison, le diamètre d'un supercellulaire à maturité varie de 20 km à 50 km alors que celui des multicellulaires ne dépasse pas 10 km.

L'orage supercellulaire est particulièrement violent. Il se forme lorsqu'une masse d'air très instable rencontre une forte variation du vent en altitude. La grande majorité des tornades sont issues d'orages supercellulaires.