top of page

Les caractéristiques du cumulonimbus

              Le nuage d’orage (Cumulonimbus ou Cb) est d'origine convective. Il s’agit en fait de cumulus de très forte expansion verticale. Il est composé comme tous les nuages d’eau liquide et de vapeur d’eau, mais aussi d'eau surfondue. Des particules solides (glace) se situent essentiellement dans le haut du nuage la ou les températures sont les plus froides (entre 0°C et -40°C).

              La base du nuage se situe dans la troposphère aux alentours de 1000 m d’altitude, et son somment se situe juste en dessous de la tropopause. Son diamètre fait plusieurs centaines de mètres et peux même parfois dépasser le kilomètre, comme la lumière ne peux y pénétrer,  cela lui confère cet aspect gris/noir.

             Les nuages sont classés par genre et espèce (classification de type binomiale). Le genre qualifie la dénomination la plus importante. Celle qui correspond au nuage d'orage est "cumulonimbus". S'il possède un panache nuageux en forme d'enclume à son sommet, il est dit capillatus (espèce). Ce panache se forme par étalement de particules condensées sous la tropopause. Si ces particules crèvent le plafond de la tropopause, il se forme alors un dôme nuageux (over shot) qui surplombe l'enclume.

 

Fig. 1

            Les cumulonimbus peuvent présenter des formes particulières telles que des rouleaux horizontaux (arcus), ou des colonnes sous la base (tuba). Les colonnes correspondent à une formation de nuages en entonnoir vers le sol sous l'influence des vents violents tourbillonnants. Le tuba étant le phénomène qui peut aboutir à la formation de tornades.

            Le Cumulonimbus peut aussi être associé à des nuages annexe. Il devient pileus lorsqu'il est surmonté par un nuage en forme de bonnet ou de capuchon, et velum lorsqu'il est surmonté par un voile nuageux à grande extension verticale.

La cellule orageuse

             Dans le cas le plus simple mais pas le plus fréquent dans la nature, car il est nécessaire que le vent soit constant sur toute la hauteur, le cumulonimbus est constitué d'une seule cellule convective, ensemble formé par un courant ascendant et un autre descendant. Dans le cycle de vie de cette cellule dite "isolée" d'une durée brève voisine de 20 minutes, il y a création d'un courant ascendant par instabilité qui provoque la condensation de la vapeur d'eau avec formation nuageuse. Les gouttelettes d'eau grossissent et leur vitesse devient supérieure au courant ascendant: il pleut. Les précipitations refroidissent alors l'air ambiant et engendrent un courant descendant venant annihiler le mouvement ascendant entraînant alors la fin du cycle de vie de la cellule convective.

 

             Il existe des orages "multicellulaires". Même principe sauf que l'orage ici est composé de plusieurs cellules convectives à des stades de vie différents, l'une naissant à l'avant pendant qu'une autre disparaît à l'arrière.

 

             Il existe des orages "supercellulaires" du fait de l'existence de cisaillement de vent (brutales variations horizontales ou verticales du vent en intensité et direction suivant l'altitude). Du coup, il y a dissociation des courants ascendants et ceux descendants entraînant la formation de supercellules dont la durée de vie peut être plus longue (de l'ordre de l'heure). La descente d'air froid dûe aux précipitations s'étale au sol, engendrant des rafales. L'étalement au sol de cet air froid tel un jet d'eau provoque le soulèvement de l'air ambiant avec formation d'un nuage en rouleau, ceinturant la partie avant du cumulonimbus. 

 

             Le nombre de cellule dans un orage a donc une incidence sur la violence du phénomène. Plus le nombre de cellule est élevé, plus l'orage est actif et peut se reformer sur lui-même. 

Les différents types d'orages

 

             Les orages peuvent êtres de plusieurs formes, mais aussi de différents genres allant de la cellule seule (un seul cumulonimbus) à un système conséquent, multicellulaire voir même super cellulaire.

Les orages thermiques

 

              Ceux-là se forment suite à un sur-échauffement du sol. Si les conditions sont réunies, cela peut aboutir au système de convection, et former des orages mono voir multicellulaires.

 

Les orages orographiques

 

              Ils se produisent lorsqu’une masse d’air chaud et humide monte en altitude pour passer un obstacle. En montant, cette masse d’air se dilate et se refroidit jusqu'à condensation et apparition du nuage. Tant que l’écoulement d’air alimente ce dernier, il dure dans le temps. Ce sont des orages de type multicellulaires voir supercellulaires.

 

Les orages frontaux

 

              Ce sont des orages associés au front froid de perturbation formant ce qu'on appelle des lignes de grains. Ces orages sont alimentés par le front et sont très humides, et très instables. Là encore, tout dépend des conditions météorologiques et notamment du degré de l'instabilité de la masse d'air, mais en général, ces orages de type supercellulaires s'auto-entretiennent car le front froid leur fournit un flux continu d'air plus froid en moyenne altitude et augmente donc l'instabilité. C'est dans ces lignes de grains que l'on rencontre les phénomènes les plus destructeurs : le vent, les averses intenses de grêle ou les tornades.
 

bottom of page