Activité électrique dans un cyclone / Orage

[Higurashi]

Bonjour,

Je me posais une question : Pourquoi dans un cyclone majeur ( qui est composé d'ascendances plus puissantes et de plus de Cb qu'un orage normale ) l'activité électrique y est moindre que dans un orage violent en France par exemple ?

Ou bien c'est juste une idée reçue ? ( En tout cas les vidéos de chasseurs en plein milieu de cyclone que j'ai vu, on voit nettement moins de foudre, ou d'éclairs que dans un orage assez actif en France par exemple ) .

Merci

[Invité Guest]

Non ce n'est pas une idée reçue, et vous n'êtes pas le premier amateur à vous posez ce genre de questions existentielles (je ne sais pas pourquoi, mais elle est récurrente).

L'activité électrique d'un ouragan n'est pas forcément nul, et il existe des exemples d'ouragans avec de la foudre ou de la grêle, mais cela est peu courant. Il existe des documents sur internet de recherches sur le sujet. Je vous ressort juste une news de la NASA qui n'est plus très fraîche mais qui n'est pas un mauvais point de départ :

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/09jan_electrichurricanes/

Donc, pourquoi un ouragan, Maître et Seigneur des orages, ne produit-il que des vents et de la pluie ?

Pour deux raisons, la première, la principale, est l'absence de violents mouvements verticaux. La structure d'un ouragan fait que les ascendances ne forniquent pas avec les descendances, lesquelles ascendances et lesquelles descendances sont loin d'atteindre la vitesse de celle d'un orage.

Si on utilise la relation approximative :

w = racine ( 2 * EPCD )

On trouve que w est compris entre 63 et 89 m/s pour un CAPE de 2000 à 4000 J/kg. Les ascendances sont donc rapides (et je ne vous parle même pas de CAPE à 8000 comme cela s'est déjà vu )

À côté de cela, un ouragan tourne quasiment sans EPCD, avec des vitesses verticales de l'ordre de ... 1 à 5 m/s... Et oui, cela ne dépote pas

De plus, les mouvements descendants sont très faible (il n'y a pas plus de CAPE que de DAPE...). Une part de l'excès de masse est évacuée en altitude par la divergence, et d'autre part termine en mouvement subsidents dans l’œil principalement. Les rares mouvements subsidents sont donc soigneusement écartés des mouvements ascendants. Dans le mur, le seul mouvement descendant est celui de la pluie qui retourne à Poséidon par son propre poids.

C'est le plus gros frein à la grêle et l'activité électrique.

Un autre élément à garder en tête est que l'iso 0 est rejeté à 5500 mètres environ, donc un bon tiers si ce n'est une moitié inférieur de l’ouragan est hors gel, ce qui n'aide pas non plus la grêle à descendre, ni les éclairs à frapper.

Il est possible que les mouvements ascendants plus rapides des ouragans les plus intenses produisent une plus forte activité électrique, tel qu'en parle la NASA. Cependant, je ne sais pas où en est la recherche en la matière.

[Higurashi]

Merci beaucoup pour cette réponse

Mais, si les ascendances ne sont pas si puissantes, comment arrive elle à entretenir le cyclone qui déverse des millions de tonnes d'eau ?

[Invité Guest]

Je ne suis pas sûr de comprendre la question... Quel élément vous fait penser qu'il faut de fortes ascendances pour maintenir un cyclone ?

[Higurashi]

Juste une supposition, vu le nombre de tonnes d'eau qui tombe chaque seconde dans un cyclone majeure, si les ascendances apporte moins que ce qu'il tombe, le cyclone perdrais vite sa puissance

Ca laisse donc entrevoir des ascendances assez importantes pour le maintenir ?

[Invité Guest]

Le ThêtaE mon cher, le ThêtaE.... L'air arrive chaud et humide à souhait et l'ouragan se nourrit d'un air aux valeurs de thêtaE extrême. De l'air saturé à 26°C transporte 21 grammes de flotte par kilogramme d'air et 24 grammes par mètre cube... Un petit calcul rapide, pour donner un ordre de grandeur qui n'a aucune valeur physique, juste pour les ordres de grandeurs. On suppose une colonne d'air, une cheminée, de 1 mètre de côté dans le mur, du sol jusqu'à la tropopause, avec une vitesse verticale proche du sol de 1 m/s. On suppose l'air incompressible en surface. Cela fait un débit de 1 m^3/s. Or, 1 m^3 cela contient 24 grammes d'eau. Donc, à chaque seconde, vous avez 24 grammes d'eau qui rentre ; et en une heure, 86 kilogrammes soit 86 litres... 86 litres/heure, c'est quand même une bonne moyenne. Ce n'est pas forcément de l'eau qui précipite dans l'heure, cela prend quand même un peu de temps pour faire précipiter l'eau. C'est le volume d'eau qui rentre dans la cheminée. Cela est de la grosse louche, et j'espère ne pas avoir fait d'erreurs de calcul

Mais vous voyez qu'il n'y pas besoin de très violentes ascendances pour faire tomber la pluie.

Il faut savoir aussi que les précipitations sont rarement très intenses. En général, les plus fortes intensités sont de 25 à 50 mm/heure, et encore.

Les unités sont en inches. En gros :

0.2'' = 5 mm

0.4'' = 10 mm

0.6'' = 15 mm

0.8'' = 20 mm

1.0'' = 25 mm

1.2'' = 30 mm

1.4'' = 35 mm

...

Si vous êtes mal placé et que vous vous prenez le mur pendant 10 heures à 20/25 mm/heure ; au total cela fait plus de 200 mm en une demi journée

[Higurashi]

Ah oui c'est vrai ce fameux Théta E, merci encore /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">

D'ailleurs je profite du sujet pour savoir pourquoi tout les cyclone n'ont pas forcément un oeil ?

[Invité Guest]

Cela dépend comment vous regardez...

[Higurashi]

Cela dépend comment vous regardez...

On va dire, certain cyclone on leur centre plein de nuage, il n'ya pas de vrai ciel dégagé pour faire entrevoir une forme d'oeil .

[Invité Guest]

C'est vrai que c'était une réponse un peu ésotérique

Mais c'est vrai, cela dépend comment vous regardez. Sous un CDO, Central Dense Overcast, l’œil n'est pas visible, mais est généralement présent :

Et quand vous n'avez pas un CDO, vous avec une circu en virgule avec un centre qui peut être dégagé.

Il est vrai aussi que de la convection peut s'allumer dans le centre de certains cyclones, et pas dans d'autre. Mais la question rejoint le fait de savoir comment se forme un œil, et là je n'ai jamais vu de réponse très convaincante. L’œil est une zone de subsidence nécessaire à un ouragan (avec même des infiltrations stratosphérique dans la troposphère...). Selon certaines théories, le moment angulaire et les iso-ThêtaE s'alignent et sont horizontaux aux limites (sol et troposphère) et verticaux dans le mur. La formation de l’œil pourrait alors être une part de ce processus de modification des lignes d'iso-moments angulaires et iso-thêtaE.

[Higurashi]

D'accord merci, ça m'éclaire un peu /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Quercus]

Les réponses de Paix sont excellentes et cela correspond à ce que je pensais, même si je ne l'aurais pas forcément aussi bien expliqué...

J'ai eu la Chance de connaitre plusieurs cyclones majeurs d'assez près et j'avais remarqué que les éclairs étaient rares. Il y a quand même eu une exception avec le Cyclone Indlala qui a frappé le NE de MAdagascar, à cette occasion, je me suis retrouvé sous un "bras" du cyclone ans la ville de Diégo Suarez et j'ai pris la plus grosse douche de ma vie, associée à de violents et nombreux éclairs.

J'étais à la pointe Nord de Madagascar à cette instant...un souvenir mémorable !

Contrairement à l'idée reçue, ce sont souvent dans les bras des cyclones que sont observées les pluies les plus violentes et les orages alignés dans ces bras s'apparentent alors beaucoup aux orages tropicaux ordinaires avec la durabilité, l'alignement et la vitesse déplacement en plus... Ce jour là les averses (brèves) se sont succédé pendant trois heures avec une violence inouie, les nuages avaient une base extrêmement basse et se déplaçaient à grande vitesse. J'ai déjà eu l'occasion de vivre des orages avec des intensité de 300mm/h sur des pas de temps d'une minute en métropole, mais là c'était nettement plus fort. Largement au-delà de 500mm/h sur des pas de temps d'une minute à mon avis... Tout n'était plus que flotte, l'intérieur des maisons prenait l'eau tellement de micros gouttelettes étaient mises en suspension par le splash des grosses gouttes qui frappaient toutes les surfaces....

Et donc, les éclairs étaient également nombreux. Comme l'a dit paix, pour charger électriquement la masse d'air il faut que des courants subsident côtoient les courants ascendants, or, dans le coeur des cyclones c'est fort rare. dans les bras en revanche, cette situation est beaucoup plus fréquente.

notez quand même que les ascendances peuvent largement excéder 3m/s danns le coeur du cyclone lorsqu'un forcage orographique est en jeu. Les iles tropicales connaissent bien le phénomène et ca peut produire des pluies terribles. imaginez un vent de 250km/h qui doit escalader une montagne de 3000m avec une pente de 20% en moyenne, j'ai la flemme de faire le calcul mais ca envoie de la grosse ascendance et avec l'humidité en jeu, ca dépote !

[Higurashi]

Il ressemble au cyclone de ma photo de profil

En tout cas merci pour ces explications

[Invité Guest]

Les réponses de Paix sont excellentes et cela correspond à ce que je pensais, même si je ne l'aurais pas forcément aussi bien expliqué...

J'ai eu la Chance de connaitre plusieurs cyclones majeurs d'assez près et j'avais remarqué que les éclairs étaient rares. Il y a quand même eu une exception avec le Cyclone Indlala qui a frappé le NE de MAdagascar, à cette occasion, je me suis retrouvé sous un "bras" du cyclone ans la ville de Diégo Suarez et j'ai pris la plus grosse douche de ma vie, associée à de violents et nombreux éclairs.

J'étais à la pointe Nord de Madagascar à cette instant...un souvenir mémorable !

Contrairement à l'idée reçue, ce sont souvent dans les bras des cyclones que sont observées les pluies les plus violentes et les orages alignés dans ces bras s'apparentent alors beaucoup aux orages tropicaux ordinaires avec la durabilité, l'alignement et la vitesse déplacement en plus... Ce jour là les averses (brèves) se sont succédé pendant trois heures avec une violence inouie, les nuages avaient une base extrêmement basse et se déplaçaient à grande vitesse. J'ai déjà eu l'occasion de vivre des orages avec des intensité de 300mm/h sur des pas de temps d'une minute en métropole, mais là c'était nettement plus fort. Largement au-delà de 500mm/h sur des pas de temps d'une minute à mon avis... Tout n'était plus que flotte, l'intérieur des maisons prenait l'eau tellement de micros gouttelettes étaient mises en suspension par le splash des grosses gouttes qui frappaient toutes les surfaces....

Et donc, les éclairs étaient également nombreux. Comme l'a dit paix, pour charger électriquement la masse d'air il faut que des courants subsident côtoient les courants ascendants, or, dans le coeur des cyclones c'est fort rare. dans les bras en revanche, cette situation est beaucoup plus fréquente.

notez quand même que les ascendances peuvent largement excéder 3m/s danns le coeur du cyclone lorsqu'un forcage orographique est en jeu. Les iles tropicales connaissent bien le phénomène et ca peut produire des pluies terribles. imaginez un vent de 250km/h qui doit escalader une montagne de 3000m avec une pente de 20% en moyenne, j'ai la flemme de faire le calcul mais ca envoie de la grosse ascendance et avec l'humidité en jeu, ca dépote !

Tout à fait, et l'on rejoint aussi le sujet des tornades dans les cyclones. Dans les bras périphériques, les orages ne sont pas exactement de même nature que dans le mur du cyclone, et l'on retrouve en effet bien plus les phénomènes "classiques" des orages violents, avec possiblement même les tornades, dans la circulation périphérique.

Tant qu'on y est, voici un document de la NOAA qui traite des tornades de Carla : http://docs.lib.noaa.gov/rescue/mwr/092/mwr-092-05-0251.pdf

Un tornado outbreak très important pour un cyclone tropical, et le document montre bien qu'il s'est produit dans une bande périphérique, avec sans doute un mésocyclone (signature en crochet), chose qui ce ne produit pas dans le mur dans un cyclone tropical vaillant.

Et pour les précipitations, il est vrai que je suis resté dans la généralité. Un bon exemple est Hyacinthe à la Réunion qui a laissé un souvenir mémorable dans les hauteurs :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Cyclone_Hyacinthe