Puissance d'un orage

[reese91]

Voilà, je me pose cette question depuis ce matin :

si on part d'une configuration synoptique identique et propice aux orages mais avec dans un cas -5° au sol et -45° à 500hPA et dans l'autre avec 30° au sol et -10° à 500hPa, avec le même gradient de température en fonction de l'altitude, est ce que les orages seront potentiellement aussi puissants ou alors le fait que les température soient plus chaudes dans leur ensemble favorise mieux la convection ?

[Damien49]

Et bien, théoriquement dans les 2 cas, l'ascendance est possible, mais l'air chaud peut contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid. C'est comme différencier un moteur de 2CV avec un moteur turbo V6.

[reese91]

Et bien, théoriquement dans les 2 cas, l'ascendance est possible, mais l'air chaud peut contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid. C'est comme différencier un moteur de 2CV avec un moteur turbo V6.

Ok merci Damien.Donc à supposer que dans mon exemple l'air soit aussi humide dans les des cas, il n'y a pas de raison pour que la dégradation orageuse estivale soit plus importante que la dégradation orageuse hivernal en fin de compte ?

En fait au départ je pensais que quelque chose en hiver empêchait les dégradations orageuses d'envergure même dans une situation identique qui aurait cartonné en été (je n'aurai pas su dire quoi par contre ), mais ça doit seulement être dû au fait que les situations propices ne s'y prettent quasiment jamais.

[Damien49]

Et bien non, car comme je t'ais dit, plus l'air est chaud, plus l'air peut contenir de vapeur d'eau par cm cube. C'est important.

Mais pour mesurer ça on prend en compte justement l'humidité associé. La CAPE est une sorte de mesure de la chaleur latente disponible. Ca indique un niveau d'énergie convectif qui s'exprime en joule par kilo.

La LI indique le niveau d'instabilité de la masse d'air.

Tout ça te donne le carburant disponible. Mais n'explique pas pourquoi il y a orage.

Y'a peu de chance de trouver une CAPE supérieur à 3000J /kg en hiver.

[reese91]

Ah ok j'avais pas compris ta phrase de tout à l'heure comme ça !

En fait j'avais pris le verbe pouvoir dans "mais l'air chaud peut contenir plus de vapeur d'eau que l'air froid", comme je l'aurai pris dans "un tigre peut être plus lourd qu'un ours" pour te donner un exemple ! /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

En tout cas merci pour l'explication, maintenant c'est clair.

[Cotissois 31]

Mais pour mesurer ça on prend en compte justement l'humidité associé. La CAPE est une sorte de mesure de la chaleur latente disponible. Ca indique un niveau d'énergie convectif qui s'exprime en joule par kilo.

La LI indique le niveau d'instabilité de la masse d'air.

Tout ça te donne le carburant disponible. Mais n'explique pas pourquoi il y a orage.

Y'a peu de chance de trouver une CAPE supérieur à 3000J /kg en hiver.

Pas vraiment le CAPE qui mesure la chaleur latente mais surtout la theta-e (ou la theta'-w).

Le CAPE est une énergie possible pour les ascendances, qui met en jeu les différences de densité. S'il est très fort en été, c'est parce que le profil de température près du sol est bien plus incliné, et aussi parce que la tropopause est plus haute.

Mais tu as raison d'insister sur le potentiel humide, qui augmente avec la température, et donc qu'en été un air qui sature près du sol va libérer et d'un beaucoup plus d'eau liquide, mais aussi beaucoup plus d'énergie qui va réchauffer le nuage

[Damien49]

Oui c'est vrai j'ai un peu simplifié.

La CAPE pour être exacte est mesuré en prenant la différence entre la courbe d'état (température) et l'adiabétique saturée (Théta-W). Elle n'indique pas la chaleur latente, mais l'énergie potentielle contenue sous forme de chaleur latente.

A noté qu'un air sec ne donnera pas beaucoup de CAPE.

Tiens je te donne la définition tiré de la légende d'un radiosondage :

Courbe magenta tiretée = évolution théorique de la particule partant du niveau 650 hPa ou en-dessous qui possède la theta'w maximale, en admettant qu'une ascendance (thermique, mécanique...) l'entraîne en altitude. D'abord, selon son point de rosée, elle atteint son point de condensation ("C") après avoir suivi l'adiabatique sèche qui passe par elle au départ (réseau des courbes vertes les plus inclinées vers la gauche - gradient adiabatique sec de -1 °C/100 m d'ascendance). Après la condensation, elle emprunte une adiabatique saturée (réseau des Theta'w - gradient adiabatique saturé de -0,5 °C environ). Elle est devenue, théoriquement, nuageuse. Sa trajectoire n'est pas matérialisée tant qu'elle reste à gauche de la courbe rouge d'état. Dès qu'elle passe à sa droite (qu'elle devient ainsi plus chaude que l'air ambiant), elle s'inscrit en tirets magenta. Elle s'interrompt lorsqu'elle bute contre une inversion (elle redevient alors plus froide que la courbe rouge d'état). De cette façon, on obtient une idée du potentiel nuageux instable (plus la ligne magenta s'écarte sur la droite de la courbe d'état, plus le nuage monte vite et haut). Ce potentiel d'instabilité nuageuse/orageuse est matérialisé par la surface totale comprise entre la courbe magenta et la courbe rouge d'état. Plus elle est grande, plus les risques d'averses puis d'orages s'accentuent. C'est le CAPE (cf. Traqueur d'Orages d'Alex Hermant). Devenue nuageuse, elle poursuit son ascension tant qu'elle reste à droite de la courbe d'état (tant qu'elle reste plus chaude que l'air ambiant). Le plus souvent, elle vient buter contre une inversion, là où elle rejoint la courbe d'état. On obtient ainsi une idée du potentiel nuageux instable (plus la ligne magenta s'écarte sur la droite de la courbe d'état, plus le nuage monte vite et haut. Et puis, l'humidité des couches moyennes et supérieures (Cu,Cb) compte aussi beaucoup : la particule instable qui évolue dans une ambiance humide a forcément bien plus de chance de se conserver que celle qui progresse dans un environnement sec.

[Gombervaux]

avec le même gradient de température en fonction de l'altitude, est ce que les orages seront potentiellement aussi puissants ou alors le fait que les température soient plus chaudes dans leur ensemble favorise mieux la convection ?

Si toutes les autres conditions sont identiques, pas de raisons suffisantes que ce simple décalages de T° favorise la puissance de l'orage.

[reese91]

Si toutes les autres conditions sont identiques, pas de raisons suffisantes que ce simple décalages de T° favorise la puissance de l'orage.

Ok mais ça contredit ce que disait Damien non ? (l'air chaud qui peut contenir plus de vapeur d'eau)

[Météofun]

Ok mais ça contredit ce que disait Damien non ? (l'air chaud qui peut contenir plus de vapeur d'eau)

Disons que quand Gombervaux disait tout pareil, il devais aussi entendre le rapport de mélange (donc la quantité d’eau) je suppose.Par contre, du coup forcément l’humidité relative n’est pas la même dans les deuc cas (il est impossible d'être partout complétement pareil ...), et l’air est carrément sec dans le cas chaud … Du coup, c’est l’inverse, les orages se développent moins facilement dans l’air chaud (à moins que le profil soit absolument instable, c’est-à-dire que la température potentielle décroisse avec l’altitude -mais c'est pas ton cas dans l'exemple-) car il faut monter carrément plus haut pour avoir la condensation qui libère de l’énergie.

Mais ce type de cas ne sont pas impossibles, il ne sont d’ailleurs pas rares dans les désert, mais dans ce cas, il faut de la réserve thermique en-dessous.

Je ne sais pas si c’est très clair …

[vortex59]

Si toutes les autres conditions sont identiques, pas de raisons suffisantes que ce simple décalages de T° favorise la puissance de l'orage.

C'est faux ! Le cas hivernal pourrait donner un orage que des températures estivales ne donneraient pas... en effet, si l'on conserve les mêmes Td sur tout le profil, le profil pourrait se révéler suffisamment instable pour donner un orage en hiver, alors qu'en été les mêmes Td donneraient un profil beaucoup trop sec pour permettre à la convection de se déclencher (CIN énorme).

Si en revanche on ne conserve pas les mêmes Td mais que l'on conserve les mêmes humidités relatives, le profil estival sera pour sa part beaucoup plus instable (énergie convective très supérieure en raison d'adiabatiques saturées beaucoup moins décroissantes). A gradient thermique vertical égal, le profil estival sera ainsi beaucoup plus violemment orageux.

Emmanuel

Association Météorologique du Nord - Pas de Calais

[Gombervaux]

les mêmes Td donneraient un profil beaucoup trop sec

Disons que tu fais varier l'humidité! (ou la sécheresse) . Je suis d'accord avec toi, mais on ne parle donc pas de la même chose.J'avais répondu à la question :

si on part d'une configuration synoptique identique

et que seul le profil vertical de température est translaté.

[Damien49]

Ok mais ça contredit ce que disait Damien non ? (l'air chaud qui peut contenir plus de vapeur d'eau)

Non car j'ai fortement simplifié ma première réponse. Le seul gradient vertical ne suffit pas à expliquer la formation d'un orage (le principe de l'atmosphère OACI est d'ailleurs lui-même une simplification en soit). Et heureusement (quoique), sinon nous en aurions très très souvent.

Me trompes-je ?

[Gombervaux]

Non car j'ai fortement simplifié ma première réponse. Le seul gradient vertical ne suffit pas à expliquer la formation d'un orage (le principe de l'atmosphère OACI est d'ailleurs lui-même une simplification en soit). Et heureusement (quoique), sinon nous en aurions très très souvent.

Me trompes-je ?

Non, bien sûr... C'est la question du topic qui est ambigüe.C'est aussi la raison de ma première réponse...

En réalité , tout est lié, et une situation d'hiver ne peut absolument pas se reproduire en été.

J'ai fait une réponse théorique, valable uniquement sur un diagramme simplifié.

[Cotissois 31]

Mais pour mesurer ça on prend en compte justement l'humidité associé. La CAPE est une sorte de mesure de la chaleur latente disponible. Ca indique un niveau d'énergie convectif qui s'exprime en joule par kilo.

Tout ça te donne le carburant disponible. Mais n'explique pas pourquoi il y a orage.

Y'a peu de chance de trouver une CAPE supérieur à 3000J /kg en hiver.

J'avais oublié en effet qu'à cause du réchauffement interne par condensation, forcément les pseudo-adiabatiques étaient moins inclinées pour un air chaud, et donc pour un gradient identique de température et d'humidité, le CAPE est plus grand en été qu'en hiver, comme dit vortex59.

(il y a un peu les mêmes réponses sur le sujet "foudre en antarctique")

[Météofun]

De toute les façon, les orages, c’est tout simple . L’énergie disponible ne dépend que du profil thermique et d’humidité tandis qu’il faut y ajouter le champ de vent (y compris en 3D) pour approcher la structure et les conditions de déclanchement. Après, tous les forçages qui agissent sur la structure du champ de vent ou des profils thermodynamiques ne sont que des fioritures.