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La foudre, menace du ciel

La foudre inquiète les Hommes depuis toujours, qui en ont fait une menace personnifiée par des dieux dans diverses mythologies. Quels sont ses effets sur l'environnement et le corps humain ? Par quoi est-elle attirée ?

Page 4 / 8 - Qu’est-ce qu’un nuage orageux, ou cumulonimbus ? Sommaire
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Christian Bouquegneau Professeur Docteur Ingénieur

Le nuage orageux est le plus vigoureux des nuages. On l’appelle cumulonimbus ou roi des nuages. Les cumulonimbus se présentent rarement sous forme isolée comme représenté ci-dessous, mais plutôt en agrégats. Ils diffèrent des autres nuages d’averses à la fois par l’échelle de leur extension tant verticale qu’horizontale et par leur aptitude à donner naissance à des phénomènes électriques.

Couches atmosphériques (en km), régions électriques et cumulonimbus typique. © Christian Bouquegneau
Couches atmosphériques (en km), régions électriques et cumulonimbus typique. © Christian Bouquegneau

Un cumulonimbus isolé a la forme d’une énorme tour verticale surmontée d’une zone supérieure en forme d’enclume et appelée enclume, située à une altitude variant entre 6 et 18 km, parfois davantage. Les cumulonimbus sont pratiquement tous observés dans la troposphère où la température décroît, en moyenne, jusqu’à la tropopause, sa limite supérieure.

Nuage orageux Garajau, Madère. © Don Amaro, CC by sa 2.0 
Nuage orageux Garajau, Madère. © Don Amaro, CC by sa 2.0 

La tropopause a une altitude variable : d’environ 10 km aux pôles, elle peut dépasser 17 km sous les tropiques. La hauteur des cumulonimbus est liée à l’altitude de la tropopause, fonction de la température. Elle varie avec la latitude et diffère selon les saisons ; elle atteint 17 km sous les tropiques ; toutefois, dans les régions tempérées, à des latitudes moyennes, de 12 km l’été, elle décroît jusqu’à 6 km l’hiver. La base d’un cumulonimbus, quasi horizontale est située généralement entre 1 et 2 km du sol et occupe une surface de quelque 10 km de diamètre.

Répartition des charges électriques dans un cumulonimbus isolé (tripôle). ©. Christian Bouquegneau
Répartition des charges électriques dans un cumulonimbus isolé (tripôle). ©. Christian Bouquegneau

Dans la phase de maturité du cumulonimbus, un certain équilibre électrique (tripôle) s’établit entre l’énorme charge électrique positive, de 10 à 50 C (coulombs), voire jusqu’à 300 C, assez diffuse de sa partie supérieure, et la charge électrique négative, tout aussi énorme, relativement concentrée verticalement (sur 1 km environ) dans sa partie médiane et séparée de la charge positive supérieure par une zone quasi neutre, ainsi que sous forme d’une petite poche positive, de l’ordre de 10 % de la charge positive supérieure (souvent comprise entre 1 et 5 C, parfois davantage), qui se maintient dans la partie inférieure du nuage en dessous de l’isotherme de 0 °C.

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