Orage - qu'est-ce que c'est ? D'où viennent les éclairs qui traversent tout le ciel et les coups de tonnerre menaçants ? L'orage est un phénomène naturel. La foudre, appelée décharge électrique, peut se former à l'intérieur des nuages (cumulonimbus), ou entre la surface de la terre et les nuages. Ils sont généralement accompagnés de tonnerre. La foudre est associée à de fortes pluies, à des vents violents et souvent à de la grêle.
Activité
L'orage est l'un des phénomènes naturels les plus dangereux. Les personnes frappées par la foudre survivent rarement.
Dans le même temps, environ 1500 orages opèrent sur la planète. L'intensité des décharges est estimée à une centaine d'éclairs par seconde.
La répartition des orages sur Terre est inégale. Par exemple, il y en a 10 fois plus sur les continents que sur l'océan. La plupart (78%) des décharges de foudre sont concentrées dans les zones équatoriales et tropicales. Les orages sont particulièrement fréquents en Afrique centrale. Mais les régions polaires (Antarctique, Arctique) et les paratonnerresne vois pratiquement pas. Il s'avère que l'intensité d'un orage est associée à un corps céleste. Aux latitudes moyennes, son apogée se produit dans l'après-midi (journée), en été. Mais le minimum a été enregistré avant le lever du soleil. Les caractéristiques géographiques sont également importantes. Les centres d'orages les plus puissants se trouvent dans la Cordillère et l'Himalaya (régions montagneuses). Le nombre annuel de "jours orageux" est également différent en Russie. À Mourmansk, par exemple, il n'y en a que quatre, à Arkhangelsk - quinze, Kaliningrad - dix-huit, Saint-Pétersbourg - 16, à Moscou - 24, Bryansk - 28, Voronej - 26, Rostov - 31, Sotchi - 50, Samara - 25, Kazan et Iekaterinbourg - 28, Oufa - 31, Novossibirsk - 20, Barnaoul - 32, Tchita - 27, Irkoutsk et Iakoutsk - 12, Blagovechtchensk - 28, Vladivostok - 13, Khabarovsk - 25, Yuzhno-Sakhalinsk - 7, Petropavlovsk -Kamtchatski - 1.
Développement d'orages
Comment ça va ? Les nuages orageux ne se forment que sous certaines conditions. La présence de flux d'humidité ascendants est obligatoire, alors qu'il doit y avoir une structure où une fraction des particules est à l'état glacial, l'autre à l'état liquide. La convection, qui conduira au développement d'orages, se produira dans plusieurs cas.
- Chauffage irrégulier des couches superficielles. Par exemple, au-dessus de l'eau avec une différence de température importante. Au-dessus des grandes villes, l'intensité des orages sera un peu plus forte que dans la région environnante.
- Lorsque l'air froid remplace l'air chaud. La convention frontale se développe souvent simultanément avec des nuages obstructifs et nimbostratus (nuages).
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Lorsque l'air monte dans les chaînes de montagnes. Même de petites élévations peuvent entraîner une augmentation des formations nuageuses. C'est de la convection forcée.
Tout nuage d'orage, quel que soit son type, doit passer par trois stades: cumulus, maturité, désintégration.
Classification
Les orages ont été classés pendant un certain temps uniquement au lieu d'observation. Ils ont été divisés, par exemple, en orthographe, locale, frontale. Les orages sont désormais classés selon des caractéristiques qui dépendent de l'environnement météorologique dans lequel ils se développent. Des courants ascendants se forment en raison de l'instabilité de l'atmosphère. Pour la création de nuages orageux, c'est la condition principale. Les caractéristiques de ces flux sont très importantes. Selon leur puissance et leur taille, différents types de nuages orageux se forment respectivement. Comment sont-ils subdivisés ?
1. Cumulonimbus unicellulaire, (local ou intramasse). Avoir une activité de grêle ou d'orage. Dimensions transversales de 5 à 20 km, verticales - de 8 à 12 km. Un tel nuage "vit" jusqu'à une heure. Après un orage, le temps ne change guère.
2. Amas multicellulaire. Ici, l'échelle est plus impressionnante - jusqu'à 1000 km. Un amas multicellulaire couvre un groupe de cellules orageuses qui sont à différents stades de formation et de développement et forment en même temps un tout unique. Comment sont-ils agencés ? Les cellules orageuses matures sont situées au centre, en décomposition - du côté sous le vent. Leurs dimensions transversales peuvent atteindre 40 km. Les orages multicellulaires en grappe "donnent"rafales de vent (fortes, mais pas fortes), averse, grêle. L'existence d'une cellule mature est limitée à une demi-heure, mais le cluster lui-même peut "vivre" plusieurs heures.
3. Lignes de grains. Ce sont aussi des orages multicellulaires. Ils sont aussi appelés linéaires. Ils peuvent être pleins ou avec des lacunes. Les rafales de vent sont plus longues ici (sur le front d'attaque). La ligne multicellulaire apparaît comme un mur sombre de nuages lorsqu'on s'en approche. Le nombre de cours d'eau (à la fois en amont et en aval) est assez important ici. C'est pourquoi un tel complexe d'orages est classé comme multicellulaire, bien que la structure de l'orage soit différente. La ligne de grains est capable de produire des averses intenses et de la grosse grêle, mais est plus souvent « limitée » par de forts courants descendants. Il passe souvent devant un front froid. Sur les photos, un tel système a la forme d'un arc incurvé.
4. Orages supercellulaires. De tels orages sont rares. Ils sont particulièrement dangereux pour les biens et la vie humaine. Le nuage de ce système est similaire au nuage unicellulaire, puisque les deux diffèrent dans une zone en amont. Mais ils ont des tailles différentes. Nuage supercellulaire - énorme - près de 50 km de rayon, hauteur - jusqu'à 15 km. Ses limites peuvent se situer dans la stratosphère. La forme ressemble à une seule enclume semi-circulaire. La vitesse des courants ascendants est beaucoup plus élevée (jusqu'à 60 m/s). Un trait caractéristique est la présence de rotation. C'est ce qui crée des phénomènes dangereux et extrêmes (grosse grêle (plus de 5 cm), tornades destructrices). Le facteur principal pour la formation d'un tel nuage est les conditions environnementales. On parle d'une convention très forte avec une température de +27 et un vent avec variabledirection. De telles conditions surviennent lors du cisaillement du vent dans la troposphère. Formées dans les courants ascendants, les précipitations sont transférées vers la zone de courant descendant, ce qui assure une longue durée de vie au nuage. Les précipitations sont inégalement réparties. Les averses vont près du courant ascendant et la grêle - plus près du nord-est. L'arrière de l'orage peut se déplacer. Ensuite, la zone la plus dangereuse sera proche du courant ascendant principal.
Il y a aussi le concept "d'orage sec". Ce phénomène est assez rare, caractéristique des moussons. Avec un tel orage, il n'y a pas de précipitations (ils n'atteignent tout simplement pas, s'évaporant en raison de l'exposition à des températures élevées).
Vitesse de déplacement
Dans un orage isolé c'est environ 20 km/h, parfois plus vite. Si les fronts froids sont actifs, la vitesse peut être de 80 km/h. Dans de nombreux orages, les anciennes cellules orageuses sont remplacées par de nouvelles. Chacun d'eux couvre une distance relativement courte (de l'ordre de deux kilomètres), mais dans l'ensemble, la distance augmente.
Mécanisme d'électrification
D'où viennent les éclairs ? Les charges électriques autour des nuages et à l'intérieur d'eux se déplacent constamment. Ce processus est assez compliqué. Il est plus facile d'imaginer comment fonctionnent les charges électriques dans les nuages matures. La structure positive dipolaire y domine. Comment est-il distribué ? La charge positive est placée en haut et la charge négative est placée en dessous, à l'intérieur du nuage. Selon l'hypothèse principale (ce domaine de la science peut encore être considéré comme peu exploré), les particules plus lourdes et plus grosses sont chargées négativement, tandis que les petites et légères ontcharge positive. Les premiers chutent plus vite que les seconds. Cela devient la raison de la séparation spatiale des charges d'espace. Ce mécanisme est confirmé par des expériences en laboratoire. Les particules de granules de glace ou de grêle peuvent avoir un fort transfert de charge. L'ampleur et le signe dépendront de la teneur en eau du nuage, de la température de l'air (ambiante) et de la vitesse de collision (les principaux facteurs). L'influence d'autres mécanismes ne peut être exclue. Les décharges se produisent entre la terre et le nuage (ou l'atmosphère neutre ou l'ionosphère). C'est à ce moment que l'on observe des éclairs disséquer le ciel. Ou la foudre. Ce processus est accompagné de coups de tonnerre.
L'orage est un processus complexe. Cela pourrait prendre des décennies, voire des siècles, pour étudier.
