Les cumulonimbus sont souvent synonymes d'orages violents et d'autres phénomènes météorologiques graves. David James/Riser/Getty Images
Selon le National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Service météorologique national , environ 1, 800 orages se produisent à tout moment, entraînant environ 16 millions d'orages chaque année. La plupart des orages durent environ 30 minutes et ont généralement un diamètre d'environ 15 miles (24 km). Les deux plus grandes menaces associées à la plupart des orages sont la foudre et les crues éclair. Pour comprendre pourquoi les orages se produisent plus souvent pendant les mois chauds, il faut comprendre les bases des orages.
Les orages prospèrent dans certaines conditions. Les deux éléments les plus fondamentaux qui provoquent le développement d'un orage sont :
Parce que l'humidité et la chaleur sont cruciales pour les orages, il est logique qu'elles se produisent plus souvent au printemps et en été, en particulier dans les régions humides comme le sud-est des États-Unis. L'humidité élevée, en conjonction avec des températures chaudes, crée des quantités massives de chaleur, l'air humide s'élevant dans l'atmosphère, où il peut facilement former un orage.
D'où vient le tonnerre (et les éclairs) ? L'idée de base est que les nuages de tonnerre peuvent devenir des générateurs géants de Van de Graaff et créer d'énormes séparations de charges au sein du nuage. Regardons comment cela fonctionne.
Les nuages contiennent des millions et des millions de les gouttelettes d'eau et particules de glace suspendu dans l'air. Comme le processus de évaporation et condensation se produit, ces gouttelettes entrent en collision avec d'autres humidités qui se condensent à mesure qu'elles s'élèvent. L'importance de ces collisions est que les électrons sont chassés de l'humidité montante, créer un séparation des charges . Les électrons nouvellement éliminés se rassemblent dans la partie inférieure du nuage, en lui donnant une charge négative. L'humidité montante qui a perdu un électron porte une charge positive au sommet du nuage.
Alors que l'humidité croissante rencontre des températures plus froides dans les régions nuageuses supérieures et commence à geler, la partie congelée se charge négativement et les gouttelettes non congelées se chargent positivement. À ce point, les courants d'air ascendants ont la capacité d'éliminer les gouttelettes chargées positivement de la glace et de les transporter jusqu'au sommet du nuage. La partie gelée restante tombe soit dans la partie inférieure du nuage, soit continue sur le sol.
La séparation des charges a un champ électrique associé avec. Comme le nuage, ce champ est négatif dans la région inférieure et positif dans la région supérieure. La force ou l'intensité du champ électrique est directement liée à la quantité de charge accumulée dans le nuage. Alors que les collisions et le gel continuent de se produire, et les charges en haut et en bas du nuage augmentent, le champ électrique devient de plus en plus intense - si intense, En réalité, que les électrons à la surface de la Terre sont repoussés plus profondément dans la Terre par la charge négative de la partie inférieure du nuage. Cette répulsion des électrons fait que la surface de la Terre acquiert une forte charge positive.
Il ne manque plus qu'un chemin conducteur ainsi le fond négatif du nuage peut conduire son électricité vers la surface positive de la Terre. Le fort champ électrique crée ce chemin dans l'air, entraînant la foudre. La foudre est une haute tension, surtension élevée d'électrons, et la température au cœur d'un éclair est incroyablement chaude. Par exemple, quand la foudre frappe une dune de sable, il peut instantanément fondre le sable en verre. La combinaison du réchauffement rapide de l'air par la foudre et du refroidissement rapide qui s'ensuit crée des ondes sonores. Ces ondes sonores sont ce que nous appelons tonnerre . Il ne peut jamais y avoir de tonnerre sans éclair.
