Orages dans l`Ouest de la France pendant la journée

Orages dans l’Ouest de la France pendant la
journée du 26 Mars 2010
Rapport final pour le module Météorologie
2eme année de Mécanique des Fluides, ENSEEIHT
par
Lena SCHNEIDER, Quentin RUPPERT et Gabriel MENGIN
7 Avril 2010

Table des matières
1 Introduction 3
1.1 Phénomènes intéressants sur la France . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Définition d’un orage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Modèle conceptuel des systèmes orageux 4
2.1 Les phénomènes convectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 La cellule ordinaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.3 L’orage multicellulaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3 Analyse et prévisions à partir de données du modèle GFS (+6h) 6
3.1 LemodèleGFS .......................... 6
3.2 Lesémagrammes ......................... 6
3.3 Vent moyen et pression au niveau de la mer . . . . . . . . . . . 7
3.4 Coupesverticales ......................... 8
3.4.1 Humidité et vitesse verticale . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.4.2 Températures....................... 9
4 Observations 10
4.1 Lanébulosité ........................... 10
4.2 Lesprécipitations......................... 11
4.3 Les impacts de foudre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5 Conclusion 13
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1 Introduction
1.1 Phénomènes intéressants sur la France
Suite au cours de Météorologie d’Olivier Thual, il nous a été demandé d’étudier un phénomène
mettant en application les principes physiques abordés en cours.
Afin de remplir cet objectif, nous avons utilisé le site Internet Météociel [1]. Les cartes ainsi que les
prévisions disponibles nous ont permis de répérer des phénomènes météorologiques intéressants au cours
de la journée du 26 Mars 2010 : des orages sur l’Ouest de la France. En effet, d’après la figure 1, nous
pouvons observer une forte couverture nuageuse et une humidité très importante sur cette zone (tâche
blanche correspondant à plus de 90% d’humidité, fig. 1).
FIGURE 1 – 26/03/10 13h00 : image satellite de l’Europe (à gauche) et prévision de l’humidité relative
sur la France (à droite).
1.2 Définition d’un orage
"Parmi les plus violents phénomènes dans l’atmosphère des moyennes latitudes, on trouve les les
organisations convectives : phénomènes météorologiques composés essentiellement de nuages de type
convectif, des cumulonimbus. Lorsqu’ils sont accompagnés de manifestations électriques, les éclairs, on
parle d’orage" [2].
FIGURE 2 – Ciel d’orage avec éclair.
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2 Modèle conceptuel des systèmes orageux
2.1 Les phénomènes convectifs
On appelle phénomènes convectifs les perturbations atmosphériques à l’origine d’une instabilité dans
l’air, et du point de vue de la flottabilité. Les différents types d’orages sont généré par ces perturbations.
Il y a deux valeurs principales qui caractérisent l’instabilité convective de l’atmosphère : la CAPE et
la DCAPE. La CAPE (de l’anglais pour "Convective Available Potential Energy") mesure l’énergie po-
tentielle convective disponible. Cette énergie est liée à la flottabilité d’une particule ou bien à la vitesse
verticale maximale atteignable par une particule. La DCAPE (de l’anglais pour "Downdraft Convec-
tive Available Potential Energy") estime l’intensité des courants subsidents. En général, on retrouve les
conditions suivantes pour les orages : chaud et humide près du sol, sec et froid en altitude.
2.2 La cellule ordinaire
L’orage unicellulaire est le système orageux le plus simple ; il permet ainsi de bien comprendre
les phénomènes convectifs. Les conditions préalables à la formation d’une telle cellule sont les mêmes
que pour tous les phénomènes convectifs. La CAPE est faible mais non nulle. Le cycle de vie d’une
cellule ordinaire dure seulement entre 30 et 50 minutes. Généralement, celles-ci causent plutôt des orages
relativement faible. Le cycle de vie d’une cellule ordinaire peut être divisé en trois étapes (fig. 3) :
1. Le développement
L’air chaud chargé d’humidité commence à monter. L’eau se condense dans les basses couches et
forme un petit nuage de type cumulus. Le changement de phase de la vapeur d’eau relâche de la
chaleur latente ; ceci permet au nuage de rester plus chaud que l’air ambiant et de continuer ainsi
à monter rapidement. Cette phase de formation est caractérisé par de forts courants ascendants
qui peuvent laisser le nuage se développer jusqu’à la limite de la Tropopause. Là, l’inversion de
la température empêche le développement vers les couches plus hautes et le nuage se propage
horizontalement, formant ainsi une enclume à la hauteur de la Tropopause. Parfois, cette limite
naturelle peut être dépassée grâce à l’effet du vent vertical. Dans ce cas, le nuage forme un dôme
qui s’appelle "overshooting top". Le nuage orageux cumulonimbus est né.
2. La maturité
Dès que l’accumulation (ou le poids) de l’eau, à l’état solide ou liquide, devient trop importante
pour les courants ascendants qui ne peuvent plus la supporter, les précipitations commencent.
La pluie provoque alors des courants descendants. Pendant cette phase de l’orage, on observe
une baisse de la température et de fortes rafales de vent. Ceci est lié aux courants descendants
qui apportent de l’air froid depuis les hautes couches. Les précipitations peuvent se manifester
également par de la pluie, du grésil ou de la grêle. Généralement, la foudre se manifeste pendant
la phase de maturité.
3. La dissipation
Les courants descendants compensent les courants ascendants. Sans alimentation, le nuage perd
alors sa source d’humidité et les précipitations s’arrêtent : le nuage se dissipe rapidement.
FIGURE 3 – Cycle de vie d’une cellule ordinaire. D’après [2].
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