1 formation des orages
Après une chaude journée
d'été, des courants d'air chaud et humide
s'élèvent dans l'atmosphère et peuvent
atteindre une vitesse de 100km/h. Ensuite ces courants se refroidissent
et se condensent en donnant des gouttelettes d'eau puis de la glace. Ce
phénomène est à l'origine du
cumuloninbus. Le cumulonimbus est un nuage qui se base à
1000m et qui atteint atteint 10000 d'altitude mesurant 5km de large est
constitué d'eau et de glace.
Mais le phénomène commence réellement
lorsque les cristaux de glace et les gouttelettes d'eau se heurtent
donnant suite à une séparation des charges
électriques on assiste à la mise en place des
particules dans le nuage en fonction de leurs mensurations,
à savoir que plus elles sont petites (ce qui est le cas des
charges positives) plus elles se retrouveront au sommet du cumuloninbus
et à l'inverse les particules legeres descendront.. On
aboutit à un chargement négatif du sol par les
gouttelettes d'eau et les billes de glace et à la
présence d'un nuage qui se charge peu à peu en
énergie.localisation :
Les orages dépendent de la situation géographique : ils sont plus présents vers l'équateur et au contraire moins présents en Angleterre par exemple pour être inexistants dans les régions polaires ou sub-polaires. Plus ils s'éloignent de l'équateur plus la force des orages est affaiblie. Ceci s'explique par deux facteurs principaux : la chaleur et l'humidité. . Plus il fera chaud et humide, et plus les tours cumuliformes des cumulonimbus pourront se développer verticalement et latéralement, donc plus l'orage sera violent.
2 formation de l'éclair
Au sommet du cumuloninbus ainsi formé, la température est très basse car la tropopause (partie la plus froide de la basse atmosphère se situant entre la troposphère et stratosphère) est au-dessous de 0°C. Il y a donc une grande différence entre le sommet et le bas du cumulonimbus au niveau des températures.Lorsque l'altitude maximale est atteinte par le nuage, un courant descendant d'une violence extrême se forme entraînant des chutes de pluie ou de grêle à partir du sommet qui est congelé et aplatit (l'enclume). Ces courants-là (descendant et froid) s'écrasent avec les courant ascendant d'air chaud alimentant le nuage. On assiste à la mise en place de conditions météorologiques propices à l'accumulation de charges électriques. Il y a donc création d'un condensateur géant. Une décharge électrique : un éclair, se produit quand il y a opposition directe entre ces charges, opposition due à une accumulation d'énergie trop importante
EN CHIFFRES: La chaleur dégagée de 30.000°C (5 fois la température du Soleil) peut atteindre 100 millions de volts. Cette chaleur excite les molécules de l'air qui émettent de la lumière en libérant cette énergie en surplus. Il peut y avoir 3 ou 4 décharges de retour (en moyenne) dans un éclair, avec 40 et 80 milli-secondes d'intervalle entre chaque décharge. Les éclairs mesurent de 100 m à 20 km (dans le cas de l'éclair sinueux) et ont une épaisseur approximative de 3 cm, leur vitesse de propagation est de 40.000 km/s.
Quelques fractions de secondes avant que la foudre ne tombe, il se produit toutefois une prédécharge quasiment imperceptible à l'oeil nu qui part des nuages vers la terre
Formation d'un traceur à partir d'un nuage chargé négativement (A), de prédécharges ascendantes (B) et d'un arc en retour (C)
Les coups de foudre prennent naissance dans des masses nuageuses pouvant atteindre plusieurs kilomètres d'épaisseur. Un courant ascendant important provoque la polarisation de ces nuages en charges positives et négatives. La décharge électrique qui s'ensuit est le coup de foudre. L'activité des nuages orageux peut durer au maximum 30 minutes et produit pendant cette période deux à trois éclairs par minute.
Dans le cas le plus fréquent, pour les éclairs atteignant le sol, un traceur formé de charges négatives progresse par bonds du nuage vers le sol selon un trajet irrégulier. Au voisinage du sol, une étincelle s'amorce entre la pointe du traceur et l'aspérité la plus proche. Un canal conducteur est ainsi créé, par lequel les charges positives du sol peuvent aller neutraliser les charges négatives du nuage