Journée Type
Commençons par une matinée ensoleillée sans le moindre nuage. Journée qui s’annonce belle et chaude.

Température sous abri à 9h : 20°C
Toujours pas le moindre nuage et le thermomètre grimpe toujours. Il est 11h et le sol chauffe de plus en plus. L’air chaud s’élève, les courants ascendants sont de plus en plus forts. D’ailleurs pour pouvoir voir un courant ascendant il faut porter son œil sur les rapaces, qui les utilisent pour monter dans le ciel sans se fatiguer (Ils déploient leurs ailes comme un planeur et se mettent dans le courant ascendant en formant des cercles durant leur ascension).

Maintenant, nous allons parler des conditions pour obtenir un cumulonimbus.

Type 1 : faible élévation

Température au sol : 25°C             Température à 2000m : 16°C            Température à 5500m : 0°C

Une fois le nuage formé, il va se transformer peu à peu et prendre de l’ampleur. Mais si on regarde les températures en altitude, on voit que l’écart n’est pas très grand (il est de 16°C entre 2000 et 5500 m).
Dans ce cas, les ascendances d’air chaud restent modérée (l’écart n’est pas suffisant). Ce nuage n’aura pas une grande expansion verticale et n’atteindra pas le stade de cumulonimbus.  On aura l’apparition de cumulus humilis ou mediocris.

Maintenant que vous savez comment se forme un Cumulonimbus, parlons de sa forme.

Pourquoi  les cumulonimbus ont-ils souvent un sommet plat ?

Lorsque, arrivée à une certaine altitude, la température s’inverse (augmente avec l’altitude), on parle d’inversion de température. Au niveau de la tropopause, soit environ 10km d’altitude voire un peu plus dans les régions tropicales, il existe une puissante inversion dite inversion stratosphérique.  Si on revient quelques instants sur la formation d’un cumulonimbus, nous disions qu’il fallait une forte différence de température pour faire évoluer le nuage. Avec l’inversion,  le nuage reste bloqué au niveau de la tropopause parce que la température redevient plus douce (inversion de température). Le nuage rencontre un environnement devenant plus chaud que lui-même et ne peut se développer davantage. Ne pouvant franchir la tropopause, les courants ascendants d’air chaud et s’étalent sur les cotés et forment ce chapeau plat caractéristique, l’enclume. Cependant, il arrive parfois que les courants ascendants soient tellement puissants qu’ils pénètrent la basse stratosphère sur quelques centaines de mètres, au dessus de la tropopause. On a alors la formation d’un « champignon » au dessus de l’enclume, appelé overshoot.

Comment se compose un nuage d'orage ? seulement de gouttelette d'eau ?

Sa partie avant :
On trouve les ascendances d’air chaud souvent très fortes pouvant aller jusqu'à 130km/h ; d’ailleurs il arrive parfois que des oiseaux se font aspirer jusqu’au sommet puis retombent gelés comme après un séjour au congélateur.  Voici un exemple qui a marqué beaucoup de personnes.

Citons un fait, exceptionnel par son heureuse conclusion, qui s'est passé le mercredi 14 février 2007: Une parapentiste allemande d'origine polonaise qui effectuait un vol d'entraînement à Manilla (Nord de Sydney, New South Wales, Australie) s'est soudain retrouvée à une altitude de 9950 mètres, emportée par le violent courant ascendant d'un orage et où régnait, selon les services australiens de météo une température de -40°C. Ewa Wisnierska, 35 ans, a survécu au manque d'oxygène, au froid et aux fortes turbulences qui caractérisent les altitudes extrêmes. Victorieuse de la Coupe du monde de parapente en 2005, la jeune femme se préparait, comme les 200 autres participants, pour les championnats du monde qui débutent le 24 février 2007, quand elle a été prise dans une puissante ascendance. Un parapentiste chinois qui se trouvait dans le même secteur n'a pas eu sa chance. Il a été frappé par la foudre et son corps a été retrouvé à 75km de son point de départ. Les autorités et l'équipe au sol d'Ewa Wisnierska ont pu suivre le parcours ascensionnel de la championne grâce à son équipement GPS et à sa radio.

La parapentiste est ainsi passée de 760m à 9950m en l'espace d'une quinzaine de minutes, ce qui lui a valu de perdre connaissance et de rester inconsciente une demi-heure, accrochée à une aile en perdition. Ewa Wisnierska est revenue à elle à environ 6000m du sol et a pu se poser sans encombre. Son visage portait quelques traces de gelures et sa combinaison était recouverte de glace. Elle n'a pourtant passé qu'une heure en observation à l'hôpital, suite à quoi elle s'est déclarée prête à participer aux championnats du monde. La sportive allemande a expliqué qu'elle avait tenté de contourner la zone orageuse, mais en vain. Une fois à l'intérieur du nuage, elle avait essayé de résister à la puissance des courants, sans parvenir à stopper son ascension. Entourée d'éclairs, elle estimait ses chances de survie à «presque zéro». Arrivée à 4000m d'altitude, elle était entrée en contact radio avec son équipe. «Je leur ai dit: "je ne peux rien faire"», a-t-elle raconté à la presse. «Il pleut, il grêle et je continue à grimper; je suis perdue!» Les grêlons avaient la taille des oranges ! Après avoir repris connaissance, elle se souvient avoir «vu la Terre se rapprocher, comme Apollo 13...» Le directeur de la compétition a qualifié l'évènement de miracle et a avoué rester encore incrédule. « Ses chances de survie était égales à celles qu'elle avait de gagner dix fois de suite le gros lot du Loto », a-t-il commenté. L'ensemble de la communauté du Vol Libre (parapente, delta) perçoit ces faits comme le résultat d'une énorme et dramatique erreur des pilotes, un exemple à ne pas suivre même pour les champions!

Voici la partie arrière :
Dans cette partie ce sont les pluies et les courants subsidents (ou descendants) d’air froid. L’air est froid dû à l’évaporation des précipitations et des fortes pluies. L’air est si froid à l’arrière qu’il descend. Le cumulonimbus se désagrège quand l’air froid et subsident devient majoritaire par rapport aux ascendances.

Entre il y a l' intermédiaire comme le front de rafales :

Définition :
Le front de rafales est la limite entre l’air chaud ascendant et l’air froid subsident.  Vous pouvez faire une expérience en sortant dehors juste avant que le temps se gatte. Si vous êtes devant l’orage dans le sens de son déplacement alors attendez un peu et vous ressentirez le front de rafales : le vent se lève au passage du front de rafales. Prudence tout de même car les fronts de rafales peuvent être extrêmement violents avec des rafales pouvant atteindre les 130km/h. Généralement c’est entre 40 et 80km/h. une fois le front de rafale passé il faut vous mettre à l’abri car la pluie tombe quelques instants après.
Pour terminer avec la composition du nuage d’orage il reste les cristaux de glace :
Des cristaux de glace se trouvent au sommet quand le nuage est en phase terminale. D’ailleurs on peut le voir car les contenus du sommet du nuage sont plus flous qu’au début où les contours étaient nets avec des protubérances lumineuses en forme de chou-fleur.

Maintenant que vous savez comment se forme un orage ordinaire, voici maintenant ce qu’un orage peut nous faire partager.

Qu’est ce qu’un éclair ?

Définition :
Manifestation lumineuse qui accompagne une décharge brusque d’électricité atmosphérique. Cette décharge peut jaillir d’un nuage ou se produire au sein d’un nuage ; elle peut aussi, mais plus rarement, jaillir d’édifices élevés ou de montagne.

Apres avoir donné la définition, parlons maintenant de la création de l’éclair.

D’où viennent l’éclair et le tonnerre ?
Les nombreuses collisions entre les particules de glace et d’eau surfondue, dues aux fortes ascendances entraîne l’électrisation du nuage et la séparation des charges. Les charges négatives plus lourdes vont se loger vers la base du nuage et les charges positives plus légères restent au sommet du nuage. Le sommet se charge positivement et la base négativement. En réaction, la partie du sol située sous le nuage se charge positivement.

Les coups de foudre descendant sont les plus fréquents, et cela se passe en 2 phases.

1ère phase : un traceur court du nuage vers le sol.
Cette décharge démarre là où le champ électrique est le plus fort, souvent à la base du nuage.  Le traceur descend par bonds successifs plus ou moins imprévisibles d’une cinquantaine de mètres. Quand il arrive à 200 voir 300m de hauteur, un autre traceur partant d’une proéminence du sol et le rejoint.

2ème phase : L’éclair passe par le traceur.
Le traceur a créé un canal ionisé, véritable liaison électrique entre nuage et le sol. Maintenant la décharge principale peut avoir lieu. La décharge principale c’est la succession de plusieurs fortes décharges, les arcs en retour.  Chaque arc dure 0,1ms (milliseconde) et l’ensemble peut former un éclair de 0,01 à 2s.
C’est en fait la succession des décharges qui donne à l’éclair cet aspect de lumière vacillante.
Le tonnerre est quant à lui du à la température des décharges qui peuvent atteindre entre 20 000 à 30 000°C dans le canal ionisé. L’air, surchauffé par l’éclair, se dilate brutalement et produit une onde de choc acoustique qui est le tonnerre.

Voici les différents éclairs :
Coup de foudre descendant, c’est le plus fréquent. L’arborescence est descendante. On voit les ramifications qui se dirigent vers le bas.
Il y a aussi les coups de foudre ascendant, favorisé par l’effet de pointe. L’arborescence est ascendante. On voit les ramifications qui se dirigent vers le haut.
Et les autres éclairs, comme les éclairs à l’intérieur d’un nuage (éclairs intra nuageux) ou entre 2 nuages (éclairs inter nuageux) et bien sur le coup de foudre positif. Puis voici les phénomènes électriques rares : la foudre en boule et les feux de Saint-Elme.

Foudre Ascendante et Descendante

Autres Types de Foudre

Vous aimeriez savoir a combien de kilomètres se trouve l’orage ?
Il existe un petit calcul très simple qui vous permettra de connaitre la distance entre vous et l’orage.
Comme dit précédemment il y a 2 phénomènes significatifs pour un orage : l’éclair et le tonnerre. Dans un premier temps, on observe l’éclair puis quelques secondes après, on entend le tonnerre. C’est entre ces 2 phénomènes  que l’on va calculer la distance.

Juste après avoir vu l’éclair, comptez jusqu'à ce que le tonnerre se fasse entendre.  Si vous comptez 3 secondes, alors l’orage se situe approximativement à 1 km de vous.  Si vous comptez 6 secondes, cela veut dire que l’orage est à 2 km environ.
Il existe aussi d’autres façons de savoir si un orage est en approche.