Manuel de l'observateur de temps violent

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TORNADES ET NUAGES EN ENTONNOIR

Une tornade est une colonne d'air en rotation serrée reliant un nuage d'orage à la surface. Elle peut prendre l'aspect d'un entonnoir de condensation ou d'un tourbillon de poussière (nuage de débris) à la surface. Le nuage en entonnoir, quant à lui, pivote dans l'air sans toucher la surface.

Les nuages en entonnoir et les tornades sont relativement rares,mais cela ne veut pas dire qu'ils ne peuvent pas accompagner un orage violent. Des 50 à 70 mentions de tornade enregistrées en moyenne chaque année au Canada, la plupart sont d'abord aperçues et signalées par des observateurs ou par d'autres personnes et peuvent n'avoir pas été prévues. Le dépistage de ce phénomène complexe et inhabituel est pour l'observateur à la fois un défi et une source de satisfactions. Pour simplifier la manière de signaler les tornades et les nuages en entonnoir, et aussi en raison des risques qu'ils posent,nous groupons ici les deux phénomènes dans la même catégorie.

Causes et processus de formation

Pour qu'un orage donne naissance à une tornade, il doit exister un ensemble précis de conditions, à savoir principalement un courant ascendant intense et soutenu, des vents s'orientant de plus en plus à droite avec l'altitude (par exemple, du sud-est à la surface et du sud-ouest en altitude) et des vents forts au sommet du nuage. L'interaction entre la circulation d'air de l'orage proprement dit et celle de l'air environnant crée une structure qui peut donner naissance à une rotation très serrée dans le nuage.

91  Il est difficile de repérer des tornades de loin. Même en l'absence de brume sèche, d'averses ou de nuages bas, tout objet distant devient rapidement minuscule au-delà d'environ 10 km de distance. Il faut savoir exactement où regarder dans la structure du système. Ici, une tornade (colonne claire, en bas au centre) est à peine visible sur la gauche d'un mur bas.

Le flanc (axe sombre, au centre) se perd derrière un gros mésocyclone (stries dans la moitié droite) et l'on voit un peu de ciel clair derrière l'orage (à gauche). Cette tornade de force F2 a suivi de peu l'orage de la photo 86.

Il existe essentiellement des tornades de faible intensité et des tornades violentes. Les premières sont de courte durée et causent peu de dommages. Elles sont dues essentiellement au resserrement d'un courant ascendant pendant que l'orage atteint son maximum et sont situées exactement sous le noyau du courant ascendant, parfois sans renflement marqué vers le bas. Les tornades de faible intensité se rencontrent surtout dans les Prairies ou avec les orages du milieu de l'été. Cette forme de rotation "simple" est à l'origine de plusieurs variantes de la tornade (voir ci-dessous) et de la plupart des nuages en entonnoir, y compris des entonnoirs d'air froid.

Les orages supercellulaires produisent des tornades beaucoup plus violentes. à l'intérieur du nuage, le courant ascendant devient un mésocyclone (colonne en rotation) qui se manifeste à sa base sous la forme d'un mur en rotation. La rotation du mésocyclone est le résultat d'un processus complexe intégrant la combinaison de deux forces. Premièrement, un tourbillonnement positif est transféré du flux d'air entrant à la colonne du courant ascendant. Par tourbillonnement, on entend la capacité d'un fluide (de l'air) à tourner autour d'un axe. Le flux d'air entrant, horizontal à l'origine, bifurque vers l'avant et la droite (les parties supérieures se déplacent plus rapidement et davantage vers la droite), ce qui cause un mouvement de "rouleau à pâtisserie" à l'intérieur du courant. Lorsque l'air prend une direction verticale dans le courant ascendant, les rouleaux tendent également à prendre cette direction, de sorte que la colonne tourne lentement sur elle-même et devient un mésocyclone de 2 à 5 km de diamètre environ. Le potentiel de rotation atteint son maximum quand l'air qui entre dans l'orage tourne abruptement vers la droite en montant (cisaillement directionnel du vent). C'est la raison pour laquelle les orages venant de l'ouest-sud-ouest avec un flux d'air entrant d'est-sud-est sont plus susceptibles de tourner sur eux-mêmes que ceux dans lesquels le flux d'air entrant est aligné avec le flux à haute altitude.

La circulation beaucoup plus serrée propre aux tornades demeure encore en grande partie un mystère. On sait que la rotation de la colonne d'air sur elle-même s'accélère à mesure que le courant ascendant se rétrécit et s'étire sous l'effet de l'accélération vers le haut de l'air causée par le cisaillement du vent.

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