Tornades et supercellules

La supercellule est le type d'orage le plus dangereux, un moteur rotatif dont le mésocyclone profond et persistant peut concentrer la rotation en un vortex violent, la tornade.

Definition

Une supercellule est un orage caractérisé par un courant ascendant persistant, profond et rotatif, appelé mésocyclone, et une tornade est une colonne d'air en rotation violente s'étendant de la base d'un orage jusqu'au sol.

Scope

Ce sujet aborde la structure et la dynamique des orages supercellulaires, l'origine de leur mésocyclone rotatif dans le cisaillement vertical du vent, les processus qui génèrent les tornades, et l'évaluation de l'intensité des tornades par les dommages.

Core questions

• Comment le cisaillement vertical du vent confère-t-il à une supercellule son courant ascendant rotatif ?
• Qu'est-ce qu'un mésocyclone et comment se forme-t-il ?
• Quels processus concentrent la rotation en une tornade près du sol ?
• Comment l'intensité d'une tornade est-elle estimée et classée ?

Key theories

Formation du mésocyclone par inclinaison du cisaillement

La vorticité horizontale associée au cisaillement vertical du vent est inclinée vers la verticale et étirée par le courant ascendant de l'orage, produisant la rotation profonde et persistante qui définit le mésocyclone d'une supercellule.

Tornadogenèse près de la surface

Les tornades se forment lorsque la rotation près de la surface, impliquant souvent une vorticité barocline générée le long des limites à l'échelle de l'orage, est concentrée et étirée sous le mésocyclone pour former un vortex intense de basse altitude.

Mechanisms

Dans un environnement de fort cisaillement vertical du vent, le courant ascendant d'un orage incline la vorticité horizontale vers la verticale et l'étire, créant un mésocyclone rotatif qui confère à la supercellule sa longévité et son potentiel de phénomènes météorologiques violents. Les tornades se développent lorsque la rotation est également générée et concentrée près de la surface, souvent le long de la limite du courant descendant de flanc arrière de l'orage, et qu'elle est étirée sous le mésocyclone pour former un petit vortex intense. La tornade résultante est classée après coup en fonction des dommages qu'elle provoque.

Clinical relevance

Les supercellules produisent les tornades les plus violentes, ainsi que de la grêle géante et des vents destructeurs. Par conséquent, la compréhension de leur structure est fondamentale pour la détection radar des mésocyclones, l'émission d'alertes de tornade et la recherche visant à améliorer les délais d'alerte pour protéger des vies.

History

Keith Browning a identifié et nommé la supercellule dans les années 1960, et Fujita a développé l'échelle basée sur les dommages pour évaluer l'intensité des tornades ; des campagnes sur le terrain utilisant des radars mobiles et des interceptions d'orages, décrites dans des ouvrages tels que ceux de Bluestein, ont depuis fait progresser la compréhension des mésocyclones et de la tornadogenèse.

Key figures

• Tetsuya Theodore Fujita
• Keith Browning
• Howard Bluestein

Seminal works

• markowski2010
• bluestein2013

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui distingue une supercellule d'un orage ordinaire ?

Une supercellule possède un courant ascendant unique, profond et en rotation persistante, appelé mésocyclone, ce qui lui permet de durer des heures et de produire les phénomènes météorologiques les plus violents, y compris de la grosse grêle et de fortes tornades, contrairement aux orages ordinaires de courte durée.

Comment la force d'une tornade est-elle mesurée ?

L'intensité d'une tornade est estimée après l'événement à partir des dommages qu'elle provoque, en utilisant l'échelle de Fujita améliorée (Enhanced Fujita scale), car les mesures directes du vent à l'intérieur des tornades sont rares ; l'échelle va de EF0 pour les plus faibles à EF5 pour les plus violentes.