Un dédoublement de cellule > split

[Cotissois 31]

Par contre, ça me mène à une autre interrogation : je ne suis pas sûr de comprendre pourquoi une supercellule cyclonique devrait avoir une enclume anticyclonique.

L'enclume tourne moins vite que l'orage, car la divergence abaisse le tourbillon dans la partie haute. D'où le mouvement rétrograde. Et l'enclume devient une anomalie anticyclonique quand le mésocyclone est une anomalie cyclonique.

[Arkus]

L'enclume tourne moins vite que l'orage, car la divergence abaisse le tourbillon dans la partie haute. D'où le mouvement rétrograde. Et l'enclume devient une anomalie anticyclonique quand le mésocyclone est une anomalie cyclonique.

D'accord, je suppose que c'est encore un cas ou l'analogie avec le patineur est valable. Si je comprends bien, le terme anticyclonique se comprend ici surtout relativement au mouvement de l'orage.

[Damien49]

Concernant la différence cisaillement unidirectionnel/directionnel évoquée plus haut, j'aime toujours ajouter la mise en garde sur la subtilité du référentiel terrestre : pour diagnostiquer une composante directionnelle, on ne peut pas se contenter d'observer un changement de direction de vent avec l'altitude, l'hodographe est indispensable pour vérifier que le cisaillement change aussi.

Une illustration :

Vent ESE près du sol, SSE à 850, SSO à 500 et S0 à 300 hPa : bref, on a l'impression que ça tourne, et en fait pas du tout : le cisaillement est unidirectionnel sur toute la colonne.

En effet arkus, j'essayais de rester dans le cas le plus simple, mais il est clair qu'il y a plus de subtilité que seul un hodographe est capable de montrer.

Pour rappel, le cisaillement 1 s'appelle "veering" et correspond généralement à une advection chaude. Le cisaillement 2 s'appelle "backing" et correspond généralement à une advection froide.

Le backing est associé aux perturbations pluvio-orageuses principales que l'on connaît en France car il apporte l'humidité par le bas.

Les supercellules se manifestent surtout en veering je pense parce c'est la seule configuration qui permet d'intercepter une convergence d'air chaud (laquelle a lieu sur la droite d'un orage qui se déplace). Et en plus le forçage divergent d'altitude pourra agir si la supercellule est "cyclonique". Mais on ne peut pas dire facilement que le veering est le plus fréquent.

Je ne parlais pas spécialement pour la france (vu le peu d'études faites pour chez nous de toute façon), mais pour les USA c'est bien ce qui se dit. Cette différence est sans doute importante en effet. D'ailleurs existe-t'il une étude statistique pour la france disant que les moteur droit sont plus fréquent que les moteur gauche ? A chaque fois que j'ai lu ça, cela se rapportait aux USA, même quand c'était écrit en français.

Concernant la raison sur la préférence pour un moteur droit lors d'un cisaillement tournant dans le sens horaire (et préférence pour un moteur gauche pour un cisaillement anti-horaire), je pense qu'un simple schéma vaut toutes les explications :

La courbe rouge représente donc l'hodographe, ici donc tournant dans le sens horaire, les fleches bleues donc la direction et vitesse du vent. La fleche noir de gauche, le déplacement du moteur gauche et la fleche noir de droite le moteur droit. On voit que l'hélicité associé de la cellule de droite (surface grisé) est plus importante que la cellule gauche. On trouvera le contraire pour un cisaillement anti-horaire. Et plus il y a d'hélicité, plus le potentiel tornadique est puissant, c'est aussi simple que ça.

[Cotissois 31]

D'accord, je suppose que c'est encore un cas ou l'analogie avec le patineur est valable. Si je comprends bien, le terme anticyclonique se comprend ici surtout relativement au mouvement de l'orage.

Oui, c'est le sens technique de cyclonique/anticyclonique, qui caractérise le tourbillon relativement à quelque chose. Ce n'est pas le régime de temps dépressionnaire/anticyclonique. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Je ne parlais pas spécialement pour la france (vu le peu d'études faites pour chez nous de toute façon), mais pour les USA c'est bien ce qui se dit.

L'idée que le veering est important pour expliquer les orages américains, je te rejoins sans problème. Dire que le veering est plus fréquent de façon générale, là je ne comprends pas trop, mais en situation chaude orageuse c'est clair qu'il est fréquent.Pour la France, je ne connais en effet vraiment pas d'études spécifiques. Les dégradations SO-NE qui sont un peu la marque de fabrique des orages français pourraient mériter plus de littérature c'est sûr. Ca reste un "secret" de prévisionniste en attendant. Ce qui est sûr c'est que la France est le domaine de la complexité.

[Arkus]

Oui, c'est le sens technique de cyclonique/anticyclonique, qui caractérise le tourbillon relativement à quelque chose. Ce n'est pas le régime de temps dépressionnaire/anticyclonique. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Oui je l'avais bien évidemment compris comme ça. C'est ma phrase qui n'était pas explicite : je voulais dire que l'enclume est en rotation anticyclonique dans le référentiel en rotation (cyclonique) de l'orage, mais que si ça se trouve ça reste encore de la rotation cyclonique par rapport au sol.

[Cotissois 31]

je voulais dire que l'enclume est en rotation anticyclonique dans le référentiel en rotation (cyclonique) de l'orage, mais que si ça se trouve ça reste encore de la rotation cyclonique par rapport au sol.

Oui si tu veux, mais à l'échelle des orages, savoir comment le vent tourne par rapport au sol ne nous dit rien sur la dynamique de l'orage. La relativité du mouvement s'adapte à l'échelle d'étude et le vocabulaire avec.

[Arkus]

Oui si tu veux, mais à l'échelle des orages, savoir comment le vent tourne par rapport au sol ne nous dit rien sur la dynamique de l'orage. Le vocabulaire s'adapte à l'échelle d'étude et la relativité du mouvement avec.

En effet, j'ai bien fini par le comprendre (et c'est d'ailleurs exactement le point que je soulève avec mon schéma sur le cisaillement).Ma confusion de toute à l'heure venait du fait que j'essayais de visualiser une observation d'enclume en rotation anticyclonique et ça ne collait pas. Or observateur = référentiel terrestre, d'où ma mauvaise interprétation.

[nicolass]

Je comprend bien à quoi correspond les vecteurs, mais je ne comprends à quoi correspond le segment qui lie tous ces vecteurs . Comment cela peut-il être une droite et à quoi cette droite correspond t-elle ?

[Damien49]

Pour mieux comprendre il te faut te représenter l'hodographe comme une projection en 3D vu du dessus. Le point central est en faite une ligne verticale vu du dessus (c'est donc un point). Chaque flèche verte représente une altitude différente. Les vecteurs cisaillement (en orange) sont donc une diagonale dans un volume en 3D.

Ici c'est un cas très particulier de cisaillement unidirectionnel. Il suffirait d'une infime modification de la vitesse du vent (par exemple un peu plus rapide à moyen étage), pour qu'il se transforme en cisaillement tournant. La plupart du temps un cisaillement unidirectionel est le résultat d'un simple cisaillement de vitesse du vent, le tout allant dans la même direction (orages multicellulaires)

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa

[Kuban]

En effet, j'ai bien fini par le comprendre (et c'est d'ailleurs exactement le point que je soulève avec mon schéma sur le cisaillement).

Ma confusion de toute à l'heure venait du fait que j'essayais de visualiser une observation d'enclume en rotation anticyclonique et ça ne collait pas. Or observateur = référentiel terrestre, d'où ma mauvaise interprétation.

Tout pareil Arkus. /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Damien49]

Je suis loin d'être un expert, mais il me semble que la cause à l'ordre le plus bas du "storm splitting" est dynamique. Il y a eu des études (je pense à Rotunno & Klemp 1982) qui ont montré à partir d'une simulation numérique que le "splitting" se produit même si on n'autorise pas la subsidence à se former.

Sans se lancer des trucs trop compliqués, on peut imaginer deux colonnes de fluide qui tournent en sens opposé. Aux échelles typiques considérées, la forte rotation va produire des basses pressions colocalisées avec ces deux vortex. Comme la rotation est plus importante à mi-altitude (je dirais vers 3-5 km d'altitude, les experts confirmeront ou pas), il se produit donc un gradient vertical de pression dirigé vers le haut sur les flancs. Les gradients vont induire des ascendances qui vont croître sur ces flancs, et ces ascendances vont se déplacer latéralement.

Je n'oserais te contredire. D'autant que tout est lié et en interaction. J'avais entendu en fait pour être exact du terme de "charge en eau", mais pas bien compris exactement à quoi cela faisait référence, même si j'ai bien mon idée (en lien avec la subsidence et le courant de densité). Charge en eaux c'est quoi, le contenu en eau précipitable ?

[Pan]

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Modifié 26 août 2023 par Pansa

[Damien49]

Je suis loin d'être un expert, mais il me semble que la cause à l'ordre le plus bas du "storm splitting" est dynamique. Il y a eu des études (je pense à Rotunno & Klemp 1982) qui ont montré à partir d'une simulation numérique que le "splitting" se produit même si on n'autorise pas la subsidence à se former.

Sans se lancer des trucs trop compliqués, on peut imaginer deux colonnes de fluide qui tournent en sens opposé. Aux échelles typiques considérées, la forte rotation va produire des basses pressions colocalisées avec ces deux vortex. Comme la rotation est plus importante à mi-altitude (je dirais vers 3-5 km d'altitude, les experts confirmeront ou pas), il se produit donc un gradient vertical de pression dirigé vers le haut sur les flancs. Les gradients vont induire des ascendances qui vont croître sur ces flancs, et ces ascendances vont se déplacer latéralement.

En fait j'ai relu le truc qui m'avait fait écrire ça et sur les ingrédients nécessaire à un splitting (donc de premier ordre comme tu l'as dis), c'est bien ce que tu décris, mais pour ce qui concerne le processus de division c'est bien la charge en eau qui le déclenche. On parle en fait d'un stade initial propice au splitting et du stade de division proprement dit. Enfin bref nos réponses se complètent finalement.

[...]

la division d’une cellule nécessite que plusieurs facteurs propices soient

concomitants.

Ce sont principalement les précipitations et leur évaporation (avec subsidence et création

d’un courant de densité) qui provoquent l’effondrement d’une cellule (Cf. paragraphe III.2.3.1.).

Ensuite, si d’autres processus viennent se conjuguer à la subsidence et au courant de densité (ondes

de gravité, présence d’air sec en moyenne troposphère, cisaillement de vent, gradients de pression

induits…) de nouvelles cellules peuvent alors se former.

Ainsi le cisaillement de vent permet la création de nouvelles cellules.

[...]

Le courant de densité, qui apparaît lorsque la charge en eau condensée devient

suffisante pour que les particules se détachent des ascendances pour former un courant descendant

(subsidence) qui s'étale en arrivant sur le sol, est une signature universelle des organisations

convectives et joue un rôle important ; les mécanismes nommés "merging" et "bridge", qui

conduisent à la formation de nouvelles cellules par l'interaction de courants de densité, assurent la

persistance des orages.

Les subsidences assurent donc d’une part l'alimentation du courant de densité et, d’autre

part, la compensation (au sens de la conservation de la masse) des ascendances auxquelles elles sont

par conséquence étroitement reliées. Elles interagissent aussi avec le cisaillement pour créer des

pressions dynamiques induites.

C'est ainsi que le terme de pression qui agit comme un frein à l'accélération verticale et

qui permet de définir les notions fondamentales d'hydrostatisme et de non-hydrostatisme est

important puisque sa fluctuation, lors de l'interaction entre le cisaillement de vent et les courants

verticaux (subsidents et ascendants), détermine des pressions dynamiques induites. La répartition

spatiale de ces dernières crée un découplage entre les zones favorables aux ascendances et les zones

favorables aux subsidences (intensification et persistance des phénomènes) et joue un rôle important

lors de la génération de nouvelles cellules convectives par division des cellules.

Le cisaillement vertical de vent structure également le courant de densité en lui

conférant une dissymétrie. Certains orages ont la capacité de faire basculer du tourbillon à axe

horizontal (qu'est le cisaillement) pour le transformer en tourbillon à axe vertical. Cette capacité,

appelée hélicité, a pour conséquence de rendre l'orage plus durable, plus organisé, plus indépendant.

Enfin, la charge en eau est directement responsable de la division des cellules

orageuses en deux cellules de tourbillon opposé. Cette division donne naissance à des structures

convectives différentes, multicellulaires ou super-cellulaires, en fonction des valeurs respectives du

cisaillement de vent dans l'environnement de l'orage et de la capacité de l'orage à produire de l'air

froid (DCAPE, subsidences, courant de densité).

[sommeteo]

En tout cas, on a eu un cas magnifique et d'école sur la Haute-Normandie puis la Somme jeudi après-midi. Le moteur gauche a vite dégénéré tandis que le moteur droit a viré en supercellule le long de la limite Somme-Oise en déviant du flux directeur. Il a été reporté de la grêle comme des balles de ping-pong, des rafales à 134 km/h et de grosses quantitués d'eau.