Tornadogenèse - Tornadogenesis

Une séquence d'images montrant la naissance d'une tornade supercellulaire . Tout d'abord, la base du nuage sans pluie s'abaisse sous la forme d'un nuage de mur rotatif . Cet abaissement se concentre dans un nuage en entonnoir , qui continue de descendre simultanément alors qu'une circulation se forme près de la surface, soulevant la poussière et d'autres débris. Enfin, l'entonnoir visible s'étend jusqu'au sol et la tornade commence à causer des dégâts importants.
Composite de huit images prises en séquence alors qu'une tornade s'est formée au Kansas en 2016

La tornadogenèse est le processus par lequel une tornade se forme. Il existe de nombreux types de tornades et leurs méthodes de formation varient. Malgré des études scientifiques en cours et des projets de recherche de haut niveau tels que VORTEX , la tornadogenèse est un processus volatil et les subtilités de nombreux mécanismes de formation des tornades sont encore mal comprises.

Une tornade est une colonne d'air en rotation violente en contact avec la surface et une base nuageuse cumuliforme . La formation de tornades est causée par l'étirement du tourbillon environnemental et / ou induit par la tempête qui le resserre en un vortex intense . Cela peut se produire de diverses manières et donc de diverses formes et sous-formes de tornades. Bien que chaque tornade soit unique, la plupart des types de tornades passent par un cycle de vie de formation, de maturation et de dissipation. Le processus par lequel une tornade se dissipe ou se désintègre, parfois évoqué sous forme de tornadolyse, est d'un intérêt particulier pour l'étude, tout comme la tornadogenèse, la longévité et l' intensité .

Mésocyclones

Les tornades classiques sont des tornades supercellulaires , qui ont un schéma de formation reconnaissable. Le cycle commence lorsqu'un fort orage développe un mésocyclone en rotation à quelques kilomètres dans l'atmosphère. À mesure que la pluie augmente dans la tempête, elle entraîne avec elle une zone d'air rapidement descendant connue sous le nom de courant descendant du flanc arrière (RFD). Ce courant descendant s'accélère à l'approche du sol et entraîne le mésocyclone en rotation vers le sol avec lui. Il a été démontré que l' hélicité relative de la tempête (SRH) joue un rôle dans le développement et la force des tornades. SRH est un tourbillon horizontal parallèle à l' afflux de la tempête et incliné vers le haut lorsqu'il est absorbé par le courant ascendant, créant ainsi un tourbillon vertical.

Au fur et à mesure que le mésocyclone s'abaisse sous la base des nuages, il commence à absorber de l'air frais et humide de la région du courant descendant de la tempête. Cette convergence de l'air chaud dans le courant ascendant et de cet air frais provoque la formation d'un nuage de paroi en rotation. Le RFD concentre également la base du mésocyclone, l'amenant à siphonner l'air d'une zone de plus en plus petite au sol. Au fur et à mesure que le courant ascendant s'intensifie, il crée une zone de basse pression à la surface. Cela tire le mésocyclone focalisé vers le bas, sous la forme d'un entonnoir de condensation visible. Au fur et à mesure que l'entonnoir descend, le RFD atteint également le sol, créant un front de rafale qui peut causer de graves dommages à une bonne distance de la tornade. Habituellement, le nuage en entonnoir commence à causer des dommages au sol (devenant une tornade) quelques minutes après que le RFD ait atteint le sol.

Des études sur le terrain ont montré que pour qu'une supercellule produise une tornade, le RFD ne doit pas être plus froid que quelques Kelvin que le courant ascendant. De plus, le FFD ( courant descendant du flanc avant ) semble être plus chaud dans les supercellules tornadiques que dans les supercellules non tornadiques.

Bien que beaucoup envisagent un processus descendant dans lequel un mésocyclone de niveau moyen se forme d'abord et se couple avec un mésocyclone ou tornadocyclone de bas niveau et un vortex se forme alors sous la base du nuage et devient un vortex concentré en raison de la convergence en atteignant la surface, il a longtemps été observée et il y a maintenant des preuves de plus en plus rapidement que de nombreuses tornades se forment d'abord près de la surface ou simultanément de la surface aux niveaux bas et moyens en altitude.

Les misocyclones

Trombes d'eau

Article principal: trombe d'eau

Les trombes marines sont définies comme des tornades au-dessus de l'eau. Cependant, alors que certaines trombes marines sont supercellulaires (également connues sous le nom de "trombes marines tornadiques"), se formant dans un processus similaire à celui de leurs homologues terrestres, la plupart sont beaucoup plus faibles et causées par différents processus de dynamique atmosphérique. Ils se développent normalement dans l' humidité des environnements -laden avec peu vertical cisaillement du vent dans les zones où le vent se rassemble (convergence), tels que les brises de terre , effet de lac des bandes, des lignes de convergence de frottement émergées à proximité, ou des creux de surface. Les trombes marines se développent normalement au fur et à mesure que leurs nuages ​​parents sont en cours de développement. Il est théorisé qu'ils tournent vers le haut lorsqu'ils remontent la limite de surface à partir du cisaillement horizontal près de la surface, puis s'étirent vers le haut jusqu'au nuage une fois que le vortex de cisaillement de bas niveau s'aligne avec un cumulus ou un orage en développement. Leur nuage parent peut être aussi inoffensif qu'un cumulus modéré, ou aussi important qu'une supercellule.

Landspouts

Article principal: Landspout

Les trombes sont des tornades qui ne se forment pas à partir de supercellules et qui ont une apparence et une structure similaires aux trombes marines par beau temps, à l'exception du fait qu'elles se forment sur la terre au lieu de l'eau. On pense qu'ils se forment d'une manière similaire à celle des trombes marines plus faibles en ce sens qu'ils se forment pendant la phase de croissance des nuages ​​convectifs par l'ingestion et le resserrement du tourbillon de la couche limite par le courant ascendant de la tour cumuliforme .

Mésovortex

QLCS

Les tornades se forment parfois avec des mésovortex à l'intérieur des lignes de grains (QLCS, systèmes convectifs quasi-linéaires), le plus souvent dans les régions de latitudes moyennes . Des tornades mésocycloniques peuvent également se former avec des supercellules intégrées dans des lignes de grains.

Cyclones tropicaux

Les mésovortex ou mini-tourbillons dans les cyclones tropicaux intenses, en particulier dans les murs oculaires, peuvent conduire à des tornades. Les supercellules intégrées peuvent produire des tornades mésocycloniques dans le quadrant avant droit ou en particulier dans certaines situations avec des bandes de pluie externes.

Tourbillons de feu et pyro-tornadogenèse

Article principal: tourbillon de feu

La plupart des tourbillons induits par les incendies ou les éruptions volcaniques ne sont pas des tourbillons tornadiques, cependant, dans de rares cas, des circulations avec de grands incendies de forêt, des conflagrations ou des éjectas atteignent une base nuageuse ambiante, et dans des cas extrêmement rares, des pyrocumulonimbus avec des mésocyclones tornadiques ont été observés.

Voir également

Références

Lectures complémentaires

Liens externes