Voûte d'échos faibles

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La voûte d'échos faibles est un terme utilisé dans l'analyse des données d'un radar météorologique pour désigner une zone de très faibles échos mais entourées et surplombées d'échos forts dans un orage, en particulier dans un orage supercellulaire^[1]. Cette voûte est le résulta du fort courant ascendant dans l'orage qui permet à l'humidité des parcelles d'air en convection de ne se condenser qu'à très haut niveau. La voûte d'échos faibles se produit seulement quand le courant ascendant est très fort. Il est le plus souvent associé avec des orages violents pouvant contenir des tornades. Lorsque le courant ascendant n'est pas assez fort, il peut former une zone d'échos forts en altitude mais sans voûte que l'on nomme surplomb (Weak Echo Region en anglais ou WER). Le surplomb et la voûte d'échos faibles ne sont pas visibles à l'œil nu par un observateur.

On utilise la reconnaissance de ce patron depuis 1973 aux États-Unis, où on le nomme Bounded Weak Echo Region ou BWER, et par la suite dans le reste du monde. On a remarqué que la densité de coups de foudre à l'intérieur d'un orage donne une structure similaire appelé le trou de foudre à l'endroit de la voûte^[2].

Finalement, une voûte dans les échos radar peut être détectée aux niveaux moyens au centre d'un cyclone tropical en intensification mais le processus de formation est relié à la formation de l'œil du cyclone et ne doit pas être confondu avec la voûte d'échos faibles.

[modifier] Description

Coupe verticale d'un orage supercellulaire, vu par radar, qui montre la structure en voûte

Les surplombs et les voûtes d'échos faibles ont été découverts par les météorologues qui étudiaient la structure les orages avec le radar pour découvrir les caractéristiques de ceux donnant du temps violent (grêle, pluies torrentielles, rafales descendantes et tornades). L'image de droite montre une coupe verticale dans une orage supercellulaire. On y remarque une zone sans échos, dans la partie supérieure, qui est entourée de chaque côté et vers le haut par de forts retours. Des coupes verticales dans le même axe mais sur des plans parallèles révéleraient que cette zone forme une coupole et c'est ce qu'on nomme la voûte d'échos faibles^[3].

Lorsque que de l'air plus chaud et humide que l'environnement est déplacé vers le haut en surface, il subit une poussée d'Archimède qui fait continuer l'ascension. Ce faisait, la parcelle se refroidit selon la loi des gaz parfait et son humidité relative augmente. Lorsque la température est suffisamment basse pour la saturation, il y a formation de nuage puis de précipitations. Elle continue son ascension jusqu'à ce que la parcelle rencontre une altitude où elle est en équilibre avec la température ambiante.

Ce mouvement est appelé le courant ascendant et il est de plusieurs mètres par secondes dans un nuage d'orage, un cumulonimbus. Si les vents dans toute l'épaisseur du nuage changent peu de direction et de vitesse, le cœur de précipitation retombera dans le même axe que le courant ascendant et le coupera. Par contre, si les vents changent de direction et de vitesse, le courant descendant se retrouvera décalé par rapport à celui ascendant. On aura alors une zone de forts échos radar en altitude dans l'axe du courant ascendant et une autre dans l'axe du courant descendant. C'est ce qu'on appelle le surplomb.

D'autre part, la variation de la température et l'humidité relative de la parcelle en ascension est différente au centre qu'à sa bordure car les échanges avec l'environnement y sont moindre. Ceci fait que le courant ascendant est plus fort au centre et que la condensation s'y fera plus au haut en altitude que sur les côtés. Si la différence est importante, le surplomb donne un structure en voûte.

On retrouve en général, la structure en surplomb ou en voûte aux altitudes entre 3 km et 10 km^[3]. Elle ne mesure que quelques kilomètres de diamètre.

[modifier] Orage violent

Article détaillé : Prévision des orages violents.

Vue en coupe horizontale (gauche) et verticale (droite) d'un supercelluaire avec les mouvements de l'air indiqués par les flèches

Un chercheur américain du nom de Lemon a publié en 1977 une technique (technique de Lemon) pour identifier les caractéristiques d'un orage violent et la présence de voûte d'échos faibles est l'un des paramètres les plus importants^[4],[5]. En effet, les orages violents sont en général ceux qui ont le courant ascendant le plus fort et la détection de zone en surplomb et en voûte permet sur les échos radar permet de différencier ceux qui ont un plus grand potentiel de violence. On peut retrouver des surplomb avec les orages multicellulaires et les lignes de grain mais c'est avec les supercellulaires qu'ils sont le plus associés avec des phénomènes violents.

La présence d'un fort courant ascendant dans un supercellulaire permet d'amener plus d'humidité à haute altitude où elle condensera en une plus grande quantité de pluie. Il permet également de supporter des grêlons plus massifs qui une fois déplacés hors de l'axe du courant, retomberont tout en ayant plus de chance d'atteindre le sol avant de fondre^[6]. En plus, si le courant ascendant est en rotation, le courant descendant peut accentuer cette rotation en la concentrant le long d'un front de rafale de surface et donner une tornade. Donc le développement d'une voûte d'échos faibles est un important indice dans l'analyse du météorologue^[7].

[modifier] Voir aussi

[modifier] Articles connexes

• Écho en crochet
• Tornade

[modifier] Liens externes

• (en)North Carolina "Tornadocane" from 1999, Storm Prediction Center. Consulté le 2008-02-07
• (en)MCS with Eye - July 21, 2003, Hydrometeorological Prediction Center. Consulté le 2008-02-07

[modifier] Notes et références

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