- Rue de nuages
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Rues de nuages au-dessus d'une étendue d'eau (partie inférieure de l'image) et dans la mer de Bering.
Les rues de nuages sont de longs alignements de nuages cumuliformes parallèles au vent dans la couche limite planétaire[1]. Ces nuages se forment lorsque la couche basse de l'atmosphère est instable et surmontée par une inversion de température alors qu’un vent soutenu est présent en altitude. Les nuages sont le plus souvent des cumulus mediocris mais peuvent être des nuages plus importants si la convection est plus profonde[1].
Ces rues de nuages sont associées à des rouleaux alternant de mouvement verticaux ascendants et descendants, les nuages se trouvant dans la partie ascendante. Les recherches montrent que ces tourbillons sont une source importantes de transport de mouvement, de chaleur, d'humidité et de polluants dans la couche limite[2].
Sommaire
Variantes et étendue
Rues de nuages alignés par un fort vent d'ouest au-dessus de l’Angleterre et du Pays de Galles après passage d'un front froid.Les rues de nuages sont en général plus ou moins rectilignes. Par contre les rues de nuages n'ont pas de formes bien définies (dites de paisley) lorsque le vent organisant ces rues rencontre un obstacle. Ces formations de nuages sont appelées allées de tourbillons de Karman. Bien que les rues de nuages conventionnelles soient nettement visibles du sol, les formations à grande échelle de nuages sont principalement observées à partir des satellites météorologiques[3].
Conditions de formation
Tourbillon créé par un cisaillement des vitesses dans l'environnement
Schéma simplifié de l'organisation des rues de nuages par les rouleaux de convectionLa formation de rues de cumulus implique une combinaison d’instablité thermique et dynamique. La première condition de formation est atteinte quand de l'air de l'air froid et sec surmonte de l'air plus chaud et humide, ce dernier est moins dense que le premier et la poussée d'Archimède le fait s'élever en altitude. En s'élevant, la parcelle d'air diminue de température par détente adiabatique. La vapeur d'eau qu'elle contient se condense lorsque que la parcelle atteint la température de saturation, donnant des cumulus.
La seconde condition de formation est remplie quand la variation des vents avec l'altitude, le cisaillement, est important mais presque unidirectionnel à partir d’une certaine hauteur au-dessus du sol et que le vent moyen dans la couche devient plus ou moins perpendiculaire au vent au sol. La cause de cette inflexion de l'axe du vent moyen est dû à la perte de friction au-dessus de la zone de la spirale d'Ekman. Le vent se déplaçant plus rapidement en altitude que près du sol, il engendre une rotation perpendiculaire au flux moyen dans la couche[4].
Nous pouvons imaginer ceci en pensant à la poussée sur les pales de l'hélice dans l'image de droite. Des perturbations dans le cisaillement permettent alors de générer des rouleaux parallèles de rotation, et non un seul vortex. Ceci crée une alternance de mouvements verticaux ascendants et descendants entre les rouleaux, le tout étant parallèles au vent de surface.
Pour que les nuages s'organisent en rues, il faut également que la convection soit limitée par une couche plus stable en altitude. Une convection plus importante risque de produire des nuages comme des cumulus bourgeonnants ou des cumulonimbus qui auront tendance à former des cellules isolés, surtout si le cisaillement des vents est faible[5].
La combinaison de ces deux facteurs a été définie par le rapport zi / L, où zi est l'épaisseur de la couche limite et L est la longueur de Monin-Obukhov. Ce dernier paramètre est égal à la hauteur où la turbulence causée par la convection est plus importante que celle due au cisaillement. En général, les rues de nuages apparaissent quand zi / L est plus grand que -5 et plus petit que -25. Ceci survient en général juste après le passage d'un front froid, surtout s'il passe sur des eaux plus chaudes, une source d'humidité[2]. On peut aussi avoir des rues de nuages lorsque du brouillard de radiation s'est formé pendant la nuit, mais ces rues de nuages seraient plutôt des rouleaux transitoires de stratocumulus.
Vol à voile
Les rues de nuages sont d'un intérêt majeur pour les pilotes de planeur. En exploitant ces lignes d'ascendance, le planeur peut parcourir de longues distances sans avoir à spiraler.
Notes et références
- Organisation météorologique mondiale, « Rue de nuages », Eumetcal. Consulté le 2010-11-05
- (en) D. Etling et R.A. Brown, « Roll Vortices in the Planetary Boundary Layer: A Review », dans Boundary Layer Meterology, vol. 65, 1993, p. 215–248 [texte intégral, lien DOI]
- (en) National Weather Service, « Clouds streets », Glossary, NOAA. Consulté le 2010-11-06
- (en) Service météorologique des Pays-Bas, « Cloud Streets - Meteorological Physical Background », Manual of synoptic Satellite Meteorology, ZAMG. Consulté le 2010-11-06
- (en) T.M. Weckworth, R.M. Wakimoto et N.A. Crook, « Determining the Environmental Conditions Supporting their Existence and Characteristics », dans Monthly Weather Review, vol. 125, no 4, 1997, p. 505–526 [lien DOI]
Voir aussi
Articles connexes
- Ondes de gravité
- Stratocumulus maritime
Bibliographie
- (en)Dunlop, Storm (2002) The Weather Identification Handbook Guilford, Connecticut: The Lyons Press. ISBN 1-58574-857-9
- (en)Scorer, Verkaik (1989) Spacious Skies David & Charles ISBN 0-7153-9139-9
- (en) Cloud Streets Pave Hudson Bay
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