Les éléments naturels : orages et nuages
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Orage en préparation sur le cirque d'Anéou.

  Randonneur dans la tourmente?.

Un orage, de l'ancien français ore qui signifiait vent, est une perturbation atmosphérique d'origine convective associée à un type de nuage particulier : le cumulonimbus. Ce dernier est à forte extension verticale, il engendre des pluies fortes à diluviennes, des décharges électriques de foudre accompagnées de tonnerre. Dans des cas extrêmes, l'orage peut produire des chutes de grêle, des vents très violents et, rarement des tornades.

Les orages peuvent se produire en toute saison, en autant que les conditions d'instabilité et d'humidité de l'air sont présentent. Le plus grand nombre se retrouve sous le Tropiques et leur fréquence diminue en allant vers les Pôles où ils ne se produisent qu'exceptionnellement. Dans les latitudes moyennes, le nombre varie avec la saison.

Comme dans le cas des averses, les orages se forment dans une masse d'air instable lorsqu'il y a une réserve importante de chaleur et d'humidité à bas niveau de la troposphère et d'air plus sec et froid en altitude. Une parcelle d'air plus chaude que l'environnement entre en convection. Tant qu'elle n'est pas saturée, sa température change selon le taux adiabatique sec. À partir de la saturation, la vapeur d'eau contenue dans la parcelle d'air condense selon les lois de la thermodynamique, ce qui relâche de la chaleur latente et son changement de température avec la pression est alors celui qu'on appelle le taux pseudo-adiabatique humide. L'accélération ascensionnelle se poursuit, jusqu'à ce que la parcelle arrive à un niveau où sa température égale celle de l'air environnant. Ensuite, elle se met à décélérer et le sommet du nuage est atteint quand la particule atteint une vitesse nulle.

L'Énergie Potentielle de Convection Disponible (EPCD) pour ce type de nuages est plus grande que pour une averse et permet de développer des sommets de nuages qui atteindront une plus grande altitude. Ceci est important car les gouttes qui s'élèvent dans le courant ascendant perdent des électrons par collision comme dans un accélérateur de Van de Graff. Un plus haut sommet permet d'atteindre une température inférieure à -20 °C nécessaire pour donner un grand nombre de cristaux de glace. Ces derniers sont de meilleurs producteurs et transporteurs de charge, ce qui permet une différence de potentiel suffisante entre la base et le sommet du nuage pour dépasser le seuil de claquage de l'air et donner de la foudre.

L'instabilité potentielle de l'air n'est pas le seul critère, il faut généralement un déclencheur. Par exemple, le passage d'un front froid ou le réchauffement diurne. Un tel déclencheur peut agir à la surface ou en altitude, ce qui fait que les orages peuvent se développer près du sol ou être basés aux niveaux moyens de l'atmosphère. Les orages peuvent donc se produire en toute saison, pourvu que les conditions soient remplies. Hormis les régions équatoriales, la période la plus active va de la fin du printemps au début de l'automne, car c'est à ce moment que l'atmosphère est la plus chaude et humide.

Les vents sont provoqués par un réchauffement inégalement réparti à la surface de la planète par l’énergie solaire, et par la rotation de la planète. Les vents sont généralement classifiés selon leur ampleur spatiale, leur vitesse, leur localisation géographique, le type de force qui les produit et leurs effets. La vitesse du vent est mesurée avec un anémomètre mais peut être estimée par une manche à air, un drapeau, etc.
Les vents sont souvent classifiés selon leur force et la direction d’où ils soufflent. Il existe plusieurs échelles de classification des vents dont les plus connues sont l'échelle de Beaufort et l'échelle de Fujita. La première classe les vents soutenus selon treize niveaux qui vont de la brise à celui des vents de force d'ouragan, en passant par la force de coup de vent et de tempête. La seconde classifie la force des vents dans une tornade.
Les pointes de vents au-dessus du vent moyen sont appelées rafales. Des vents violents associés à un orage sont appelés rafales descendantes, connues en mer comme des grains. Des vents violents sont associés avec plusieurs autres phénomènes météorologiques tels les cyclones tropicaux, les tempêtes et les tornades.
Le premier instrument de mesure du vent est celui de la girouette, invention de la Grèce antique destinée à indiquer la direction du vent. Nous devons la première description scientifique des phénomènes éoliens à Evangelista Torricelli qui mit en évidence la pression atmosphérique de l'air avec son baromètre et à Blaise Pascal qui fut le premier à décrire le vent comme un mouvement de l'air,  un courant d'air plus ou moins puissant ainsi que la diminution de pression avec l'altitude puis Robert Hooke construira le premier anémomètre. Benjamin Franklin se lancera lui dans les premières descriptions et analyses de vents dominants et de systèmes météorologique.
Lorsqu’un véhicule ou une personne se déplace, le vent ressenti au cours du déplacement peut être très différent du vent généré par les conditions météorologiques avec des conséquences parfois importantes. On distingue :
vent réel: le vent qui est ressenti par un observateur immobile par rapport au sol: il est dû uniquement au déplacement de l’air autour de celui-ci. Sa direction et sa force peuvent être lues sur un instrument fixé sur le lieu où l’observateur se situe: ces valeurs sont théoriquement celles communiquées par les bulletins météorologiques (avec une fiabilité variable). Le qualificatif de «réel» est utilisé quand l’observateur se situe à bord d’un engin se déplaçant (avion, voilier…) pour le différencier d’autres composantes du vent engendré par le déplacement: vent apparent ou le vent dû à la vitesse. Ce vent a une composante moyenne à laquelle s'ajoutent souvent des rafales, soit des hausses soudaines et temporaires de sa vitesse.
vent vitesse ou vent relatif : : le vent généré par le seul déplacement de l’observateur, égal en intensité, de même direction, et opposé en sens, à la vitesse relative de celui-ci. Il est d’autant plus fort que la vitesse de déplacement est élevée. C’est par exemple le vent que l’on ressent lorsque l’on se déplace à vélo, en l’absence de tout vent réel.
vent apparent (pour la navigation maritime), le vent tel qu’il est ressenti par l’observateur en déplacement, somme vectorielle des deux précédents, c’est-à-dire du vent réel et du vent vitesse (ou relatif). La notion de vent apparent est surtout utilisée en voile ou en char à voile: en effet, le vent ressenti sur le bateau dépendra non seulement du vent réel, mais également de la vitesse du bateau, ce qui conduit à devoir ajuster le réglage des voiles. C’est le vent que reçoit effectivement la voile.

 

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