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Orages en Ligne de Rafale (Squall Line Storm)

Introduction

Orages Multicellulaires :
Animation Ligne de Grain Classique Les orages en ligne de rafale (squall line storm) font parti des orages multicellulaires et certains spécialistes n'hésitent pas même à les classer en sous-catégorie des orages en grappe (cluster) ou des systèmes de méso-échelles. La plupart des grands systèmes convectifs en ligne de grain, peuvent d'ailleurs être considérés comme étant des orages multicellulaires simples ayant évolué en Système Convectif de Méso-Echelle (MCS). Parfois, il arrive même qu'un orage en ligne de rafale soit accompagné d'une supercellule. C'est pourquoi cette famille d'orage particulier doit être classé à part, car les orages en ligne de rafale sont divers mais possèdent tous comme dénominateur commun, une organisation basé sur une puissante ligne de rafale de vent.
Définition :
Un orage en ligne de rafale s'organise en une ligne d'orage multicellulaire évoluant sur sa longueur à une vitesse relativement rapide (environ 50km/h). On appelle ces orages destructeurs également des lignes de grains. Une ligne de grain même petite est un orage au minimum moyennement destructeur (vent-pluie-grêle) et certaines lignes de grains géantes peuvent surpasser largement en énergie une supercellule, même sans atteindre le stade ultime de Derecho, événement supra-orageux extrêmement rare et puissant. On distingue les lignes de grains simples, les lignes de grains en arc, les LEWP et les Derechos.
Caractéristique :
Une ligne de grain classique peut se former à n'importe quel saison, n'importe quand et touche surtout les régions tempérées. Il faut d'abord une grande et propice zone instable générale, capable de former rapidement de bons orages, mais il faut aussi une bonne dynamique d'altitude (courant-jet notamment), propice à l'organisation des orages en une ligne structurée de dimension méso. Outre le caractère pouvant être violent, une ligne de grain se caractérise par le fait que le temps violent de l'orage (pluie forte par ex) frappe une plus vaste zone que beaucoup d'autres types d'orages. L'organisation multicellulaire en une longue ligne de rafale est souvent synonyme de temps plus violent frappant de plus vastes zones que d'habitude. En revanche c'est souvent d'une grande brièveté, bien qu'il puisse très souvent se développer tout autour de la ligne de rafale orageuse bien d'autres types d'orages et touchant de nouveau les mêmes zones.
Arcus :
Bien que ce ne soit pas une particularité propre à ces orages, une ligne de grain étant définie avant tout par la présence d'un front de rafale, il est donc assez fréquent de pouvoir y observer un arcus, situé à l'avant des précipitations de la ligne orageuse.
Radar :
Une ligne de grain classique est assez facile à repérer sur radar, comme sur l'animation ci-contre d'une très longue ligne de rafale (presque de dimension synoptique) et surtout orageuse dans sa partie Sud le 07 mai 2006. Elle développera presque tout du long un joli arcus du Sud-Ouest jusqu'en Anjou.

1. Ligne de Grain Classique

Définition :
Ces orages multicellulaires, organisés en une ligne (de type méso-frontal) qui se déplace rapidement, peuvent en été, être responsable d’orages parfois très puissants, avec une intense activité électrique. Alors qu’en hiver, il peut s’agir plutôt de cumulonimbus très fibreux avec des enclumes très effilochés, ils produisent alors de fortes averses accompagnées de quelques coups de foudre puissants (néanmoins, quant la situation le permet).
Conditions :
Pour qu’une ligne de grains puisse se former, il lui faut à la fois un fort cisaillement vertical et un contraste thermique important (entre différentes altitudes). Le vent doit également se renforcer par l’arrière, à l’étage moyen (entre 2 et 7km d’altitude). Ces orages peuvent parfois s’avérer surprenants dans leurs formes et leurs intensités. Particulièrement lors de traînes actives dans l'Ouest de la France, il n'est pas rare par exemple de rencontrer une ligne de grain assez faible. Mais les orages en ligne de grain simple peuvent aussi se montrer parfois d'une redoutable puissance.
Front de Rafale :
La présence d'un front de rafale n'est pas une caractéristique propre aux orages en lignes de rafales. On rencontre fréquemment un front de rafale (avec arcus) également sur tous les autres types d'orages. En revanche sur une ligne de grain, le front de rafale est obligatoirement présent, puisque c'est sa caractéristique principale et généralement plus développé (en longueur et largeur) que sur d'autres types d'orages. Le front de rafale (= ligne de vent puissant) est situé à l’avant de la partie pluvieuse. A l’approche du front de rafales, les cumulus prennent de l’ampleur jusqu’au stade de cumulonimbus, en un mur vertical. La présence d'un long arcus à la base est tout à fait possible, et délimite la zone de fortes rafales de vents soudaines (la présence de gustnadoes et de landspout est possible le long d'une ligne de grain puissante).

2. Ligne de Grain en Arc

Définition :
Pour comprendre la ligne de grain en arc et les structures suivantes (LEWP - Derecho), il faut comprendre qu'il y a une évolution de la structure orageuse, de plus en plus violente. Au départ, sans doute que cela à commencé par un cumulonimbus isolé, un orage monocellulaire, qui très rapidement s'est déplacé en s'organisant en plusieurs protubérances, le plaçant comme orage multicellulaire. Ces différents foyers convectifs associés maintenant dans une même macro-structure orageuse, ont commencé à s'organiser en une ligne d'orage, perpendiculaire à leur flux. Une ligne de grain apparaît (ou Squall Line Storm). Si par exemple, un fort courant-jet favorise en plus son déplacement, la ligne de rafale peut prendre une forme courbé. Le centre de la ligne étant plus rapide que les 2 extrémités, la ligne de grain prend une forme en arc.
Signature Radar en Arc :
Une ligne de grain en arc, possède également une signature bien particulière qui lui est propre puisqu’elle a une forme d’arc (visible sur les images radar). Les deux pointes de la ligne, qui s’incurvent pour donner à la ligne sa forme d’arc, peuvent donner naissance à des mésocyclones et donc des supercellules associés (et pourquoi pas des tornades), en particulier à l’extrémité la plus proche de la dépression dont elle est issue. Après le passage des précipitations, des vents violents peuvent souffler derrière le centre de l’arc (qui est la partie la plus active, surtout au niveau des précipitations), donnant parfois un front de rafale très destructeur, et un arcus très imposant.
Situation Météo :
Elle est créé si les flux (le vent au sol et le courant-Jet, ici on parle plutôt de courant-Jet (également appelé Jet-Stream) s'engouffre sous le courant ascendant principal. Ce qui entraîne violemment les précipitations au sol (pluies diluviennes mais brèves) et surtout crée un "mur" de vent qui descend et qui en touchant le sol n'a pas d'autre choix que de s'écouler vers l'avant. Des rafales de vents très puissante et localisés se produisent, elles sont asymétriques.

3. Ligne de Grain en Vague (LEWP)

Définition :
Un LEWP (Line Echo Wave Pattern = littéralement "écho radar en ligne avec protubérance en vague") évolue généralement à partir d'une ligne de grain simple ou en arc. Il s'agit d'une forme assez rare de ligne de grain mais particulièrement destructrice. Une zone de basse pression peut être présente, et un LEWP à la possibilité de produire de très fortes rafales sur son passage (arcus surdéveloppé) comme des vortex (gustnadoes - landspout - tornades). Un LEWP possède, comme son nom l’indique, une protubérance prenant la forme d’une grosse vague sur la ligne orageuse. Ceci est visible sur une image radar, et surtout sur une animation radar.
Puissance et Dimension :
On peut très bien confondre la puissance d'un LEWP au premier abord avec une supercellule. Mais un LEWP est un ensemble de ligne d'orages très puissants de plus de 50 km de long (en moyenne 80 km, alors que seulement 30km pour une supercellule classique), se déplaçant rapidement, de façon durable et de manière étendue.
Développement de Mésocyclone :
Il arrive parfois qu'un LEWP soit accompagné par une supercellule à l'avant et isolé en retrait, mais on ne peut pas dire qu'ils fassent partis de la même structure orageuse, même s'ils sont situés dans un environnement synoptique semblable. Fait tout de même important, certaines extrémités des différentes vagues du LEWP, peuvent (comme avec une ligne de grain en arc), engendrer également des phénomènes de rotation mésocylonique et donc des supercellules, qui auront tendance à vouloir s'isoler par la suite du LEWP (ou de l'arc). D'autres part, la présence de Jet de moyenne altitude (RIJ) peut favoriser des décrochements au sein de la ligne de grain, formant des coupures visibles par radar dans la ligne. Ce sont autant d'endroits propices à la formation de mésocyclones d'origine multicellulaire et la possibilité donc d'engendrer au sein même de ligne de grain multicellulaire (type MCS), une supercellule.
Durée et Phase de l'Orage :
D'autre part, il existe certainement, en raison de la durée excessive de ce type d'orage, une similitude ou des changements du caractere de l'orage en supercellule au cours des phases successives de son développement. En effet si l'orage dans son entier peut durer depuis plus de 24 heures, il se peut qu'il garde sa forme de LEWP que quelques heures seulement. Par ex. (à titre indicatif) : 4 heures en tant qu'orage monocellulaire cyclique. Puis 4 heures en tant qu'orage supercellulaire. Puis 4 heures en orage multicellulaire en ligne de grain simple. Puis 4 heures en lignes de grain en arc. Puis 4 heures en LEWP (au paroxysme). Puis 4 heures de destruction en cellules mono/multi-cellulaires diverses, s'isolant tout en se déstructurant et pourquoi pas formation à nouveau d'une supercellule au sein de ces restes de cellules...etc... Ceci vous explique aussi d'ailleurs, qu'il soit parfois difficile de caractériser un orage directement sur le terrain, même pour un chasseur d'orage chevronné.
Front de Rafale :
Avec les vents très forts présents derrière elle qui produisent une sorte de renflement vers l’intérieure, elle ressemble à une ligne de grains en arc. Des orages violents peuvent éclater en particulier au centre du LEWP et à l'extrémité Nord (rotation cyclonique) ou Sud (rotation anticylonique) ou dans certaines protubérances de la vague.

4. Derecho

Définition :
A l'origine, un derecho (mot Espagnol) désignait tout système convectif extratropical produisant des vents descendants violents et dont le déplacement est rapide voir très rapide. Aujourd'hui la définition est plus précise et désigne une violente ligne de grain très compacte (front synoptique orageux), sans doute après les cyclones et les tornades, la manifestation orageuse la plus violente qui soit. Un Derecho est heureusement très rare car il se produit 1 fois tous les 3 ans en moyenne aux USA et 1 fois tous les 10 à 15 ans en Europe.
Définition :
Un Derecho est au niveau de l'échelle, l'équivalent du Complexe Convectif Mésoscale (MCC) des orages multicellulaires, mais il s'agit avant tout d'une manifestation explosive des Orages en Lignes de Rafales (Squall Line Storm). Il s'agit donc d'un très vaste complexe orageux de moyenne-échelle (+100 km jusque +1000km de long), très puissant et organisé en une immense ligne de grain très compact. Un Derecho laisse toujours des traces de son passage derrière lui). En effet, le front de rafale peut dépasser les 80km/h tout du long et approcher par endroit les 200km/h. Malgré la rapidité de la ligne orageuse, l'épaisseur du front pluvieux est à l'image de la force du vent, avec les risques d'inondations associées (+300mm/h localement).
Structure :
Un Derecho comporte une ligne de grain perpendiculaire aux isobares - lignes imaginaires délimitants les zones de pression égales - situés entre 3000 m et la tropopause. A cette altitude, les précipitations se déplacent avec plus de vélocité que la vitesse des vents situés à la même altitude. La signature radar ressemble à une très grande virgule allongée, mais le derecho se déplace tout droit (comme si il suivait une ligne). Des phénomènes intenses se produisent (pluie abondante, fortes rafales descendantes, grêle, forte densité de foudroiement, possibilité de formation de tornades).
Durée de l'Intensité :
Malgré son déplacement très rapide (allant parfois au-delà de 90km/h), il cause de nombreux dégâts et sur des zones étendues car sa durée de vie peut dépasser 10h (son effet est donc très ressenti). Pour qu’il puisse se maintenir, il lui faut une forte instabilité tout au long se son périple ainsi qu’une grande quantité d’EPCD (énergie potentielle de convection disponible), mais il faut également un fort cisaillement, du sol jusqu’à 850hPa (environ 1450m), voir même au-delà.
Particularité du Cisaillement :
Ce même cisaillement doit ensuite fortement s’affaiblir dans le niveau moyen (de 4 à 6km). Ceci devrait permettre un fort apport en humidité et en chaleur (à la base du système orageux), mais grâce a l’affaiblissement du cisaillement, il devrait y avoir moins de dégagement d’air froid que d’apport d’air chaud (l’air froid devrait en partie rester dans le niveau moyen, ce qui est nécessaire pour un derecho).