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LA SUPERCELLULE |
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Les orages monocellulaires peuvent
adopter une forme qui, si elle est rare, constitue la structure
orageuse la plus virulente et la plus dangereuse de toutes : la supercellule.
Un orage supercellulaire a en commun avec un monocellulaire ordinaire la
présence d'une cellule convective unique et autonome. En revanche,
contrairement au monocellulaire ordinaire dont la durée de vie est brève, la
supercellule a pour particularité de pouvoir conserver une activité intense
durant parfois plusieurs heures.
D'où provient cette longévité remarquable ?
Il faut aller en chercher l'origine dans un décalage spatial entre le
courant ascendant principal et le courant descendant d'air froid.
Alors que ce courant froid descendant va venir se mêler au courant chaud
ascendant dans un monocellulaire ordinaire (et donc asphyxier la convection), il
présente dans le cas d'une supercellule un décalage qui, non seulement, permet à
l'air chaud ascendant de ne pas subir le refroidissement du courant descendant,
mais qui, en constituant un pseudo front froid, vient même dynamiser ces
ascendances en favorisant le soulèvement de l'air chaud par un renforcement
local de la convergence des flux près du sol. Ce décalage au sein d'une même
cellule orageuse est rendu possible par l'inclinaison du courant ascendant,
qui vient donc s'alimenter à une distance respectable de la zone où se
produisent les précipitations liées au courant descendant d'air froid. Cet
aspect caractéristique des supercellules est lié à la présence d'un profil de
vent fortement cisaillé qui, d'une part, incline la colonne convective
d'alimentation de l'orage et qui, d'autre part, transporte verticalement une
vorticité primitivement d'axe horizontal générée par le cisaillement présent
dans l'environnement. Ainsi, en plus d'être incliné, le courant ascendant d'une
supercellule est rotatif, élément qui est visuellement très spectaculaire et qui
trahit la présence d'un mésocyclone au sein de la colonne convective
d'alimentation de l'orage. C'est la mise en évidence de cette rotation
mésocyclonique de manière persistante (au moins 30 minutes) qui définit à lui seul la supercellule et qui la distingue de
tous les autres types d'orages. Elle se manifeste sur un radar Doppler de
manière très évidente par la juxtaposition de vents de directions contraires
dans la zone d'ascendance de l'orage ; sur un radar classique à balayage
horizontal, la supercellule se distingue par la présence d'un écho en crochet
sur le flanc sud-est de l'orage.
Ce subtil équilibre entre les flux entrants
et sortants de l'orage impose un environnement atmosphérique très particulier,
où sont présents simultanément une forte instabilité et un
cisaillement vitesse et directionnel des vents. Ces conditions sont
assez rarement réunies au même moment et au même endroit, ce qui fait toujours d'un orage supercellulaire un
phénomène remarquable et particulièrement dangereux. En effet, par sa structure
et sa longévité, une supercellule est toujours associée à des ascendances
extrêmement violentes, qui dans certains cas peuvent excéder 200 km/h (vent
vertical ascendant), et à une production de météores particulièrement intense :
violentes chutes de grêle, précipitations diluviennes, fortes tornades, rafales
de vent extrêmes. Visuellement, une supercellule est souvent un orage aux
dimensions impressionnantes, dont la tour d'alimentation convective, inclinée,
rotative et excessivement bouillonnante, se prolonge vers le bas par un
nuage-mur et vers le haut par un sommet fortement pénétrant.
Un véritable mur de précipitations est généralement visible à quelques
kilomètres de là et constitue la manifestation visible du courant descendant
d'air froid.
A l'instar des monocellulaires classiques et
des monocellulaires à pulsation, les supercellulaires se forment généralement
à distance respectable de leurs congénères. La présence d'autres orages
actifs à proximité, notamment en aval dans le flux, a en effet tendance à
réduire sensiblement l'énergie convective disponible, essentiellement en raison
du brassage de la masse d'air (dispersion de la chaleur humide en réserve près
du sol). Les supercellules ont ainsi tendance à se former à l'avant des
dégradations orageuses organisées et constituent souvent des orages
pré-frontaux. Leur structure totalement autonome tend à créer un vent
relatif à l'orage qui conduit la supercellule à ne pas suivre le flux
atmosphérique des couches moyennes (ce que font habituellement les orages), mais
à dévier sur la droite du vent moyen atmosphérique avec un angle
d'environ 25 degrés et à adopter une vitesse de déplacement supérieure à
celle du vent moyen mesuré à l'altitude du niveau de contrôle habituel pour un
orage. Un tel comportement atypique constitue souvent l'un des éléments
importants dans la mise en évidence d'un orage supercellulaire.
Les orages supercellulaires répondent aux
caractéristiques communes qui précèdent ; néanmoins, comme tout orage, ils
présentent des morphologies différentes en fonction de leur environnement, ce
qui conduit à en distinguer quatre types différents :
1. les supercellules classiques, qui
présentent un mésocyclone sur le flanc sud-est de l'orage et une zone de
précipitations concentrée dans la partie nord et nord-ouest de l'orage ; ces
supercellules sont particulièrement propices à la formation de tornades de forte
intensité ;
2. les supercellules diluviennes, dites
supercellules HP (high precipitation), caractérisées par un mésocyclone
positionné davantage sur le flanc est de l'orage et par une zone de
précipitations qui concerne désormais, en plus de la partie nord de l'orage, sa
partie ouest et sud, ce qui conduit les précipitations à envelopper une grande
partie du mésocyclone. Les supercellules HP sont productrices de tornades
faibles à modérées, mais parfois fortes, et sont associées à des précipitations
excessivement intenses, notamment sur leur flanc sud-ouest. Elles peuvent ainsi
provoquer des crues-éclairs, des destructions liées à la grêle, des rafales de
vent extrêmes et une très forte activité électrique (forte propension aux chutes
de foudre de forte intensité). Cette catégorie de supercellules est excessivement
dangereuse dans la mesure où les tornades générées par le mésocyclone sont
souvent cachées par des rideaux de pluie et de grêle.
3. les supercellules sèches, dites
supercellules LP (low precipitation), qui présentent un mésocyclone positionné
sur le flanc sud de l'orage et une zone de précipitations assez diffuse sur le
flanc nord et nord-ouest de l'orage. Ces supercellules, qui se forment dans des
environnements secs, se distinguent par une structure très dessinée, très
visuelle et particulièrement nette. En effet, la faible humidité environnante
conduit la structure de la cellule à apparaître au grand jour, sans être
dissimulée par des rideaux de pluie, ce qui toutefois complique leur détection
par les radars de précipitations. Le peu de précipitations significatives généré
par les supercellules LP se concentre au nord immédiat du mésocyclone et se
matérialise par une zone étroite de pluies fortes mêlées à de violentes chutes
de grêle. Les supercellules LP sont ordinairement associées à des chutes de
grêlons géants, à une activité électrique essentiellement intranuageuse, à de
violentes microrafales et à des tornades qui peuvent se révéler de forte
intensité. La durée de vie d'une supercellule HP est souvent plus brève que
celle de ses consoeurs qui se forment dans des environnements plus humides.
4. les mini-supercellules, dites
supercellules LT (low topped), qui possèdent généralement toutes les
caractéristiques d'organisation des supercellules classiques, mais qui, en
raison d'une instabilité limitée et d'une tropopause assez basse (moins de 10
km), ne présentent pas des dimensions aussi imposantes. Les signatures radar
d'écho en crochet sont plus ténues dans le cas des mini-supercellules, mais
elles n'en demeurent pas moins des structures orageuses périlleuses,
particulièrement favorables à la formation de tornades et à la survenue de
violentes précipitations, de chutes de grêle et de rafales destructrices.
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