Les tornades ne naissent pas seulement de l’existence – elles se développent à partir d’orages, où il y a déjà un flux constant et ascendant d’air chaud et à basse pression pour démarrer les choses. C’est un peu comme quand un concert de rock éclate en émeute. Les conditions étaient déjà instables; elles se sont simplement transformées en quelque chose d’encore plus dangereux.
Les orages se forment comme beaucoup d’autres nuages: une masse d’air chaud et humide monte et se refroidit, provoquant la condensation de la vapeur d’eau en nuages. Cependant, si le courant ascendant se poursuit, cette masse nuageuse continuera de croître et de s’élever à 40 000 pieds (12 192 m) ou plus dans la troposphère, la couche la plus basse de l’atmosphère dans laquelle nous vivons. Un nuage d’orage typique peut accumuler une énorme quantité d’énergie. Si les conditions sont bonnes, cette énergie crée un énorme courant ascendant dans le nuage, mais d’où vient l’énergie?
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Les nuages se forment lorsque la vapeur d’eau se condense dans l’air. Ce changement d’état physique libère de la chaleur et la chaleur est une forme d’énergie. Une bonne partie de l’énergie d’un orage est le résultat de la condensation qui forme le nuage. Chaque gramme d’eau condensée entraîne environ 600 calories de chaleur and et 80 autres calories de chaleur par gramme d’eau résultent du gel dans la haute atmosphère. Cette énergie augmente la température du courant ascendant, ainsi que l’énergie cinétique du mouvement de l’air vers le haut et vers le bas. L’orage moyen libère environ 10 000 000 de kilowattheures d’énergie – l’équivalent d’une tête nucléaire de 20 kilotonnes.
Dans les orages supercellulaires, les courants ascendants sont particulièrement forts. S’ils sont assez forts, un tourbillon d’air peut se développer comme un tourbillon d’eau se forme dans un évier. Ce précurseur de la tornade est appelé mésocyclone et mesure généralement de 2 à 6 miles (3 à 10 kilomètres) de large. Si un mésocyclone se forme, il y a environ 50% de chances que la tempête dégénère en tornade dans environ 30 minutes.
Certaines tornades sont constituées d’un seul vortex, mais d’autres fois, plusieurs tourbillons d’aspiration tournent autour du centre d’une tornade. Ces tempêtes dans une tempête peuvent être plus petites, avec un diamètre d’environ 30 pieds (9 mètres), mais elles connaissent des vitesses de rotation extrêmement puissantes.
La tornade descend d’un nuage d’orage comme une énorme corde d’air tourbillonnante. Des vitesses de vent de l’ordre de 200 à 300 mph (322 à 483 km/h) ne sont pas rares. Si le vortex touche le sol, la vitesse du vent tourbillonnant (ainsi que le courant ascendant et les différences de pression) peut causer d’énormes dommages, déchirant des maisons et jetant des débris potentiellement mortels.
La tornade suit une trajectoire contrôlée par la route de son nuage d’orage parent, et elle semblera souvent sauter. Le houblon se produit lorsque le vortex est perturbé. Vous avez probablement vu qu’il est facile de perturber un vortex dans la baignoire, mais ensuite il se reformera. La même chose peut arriver au vortex d’une tornade, la faisant s’effondrer et se reformer le long de son chemin.
Les tornades plus petites ne peuvent prospérer que quelques minutes, couvrant moins d’un kilomètre de sol. De plus grandes tempêtes, cependant, peuvent rester au sol pendant des heures, couvrant plus de 150 km (90 miles) et infligeant des dommages quasi continus en cours de route.
À ce stade, vous vous demandez peut-être comment les tornades finissent par se dissiper. Les scientifiques débattent encore exactement de la façon dont ces tempêtes mortelles meurent, mais l’un des principaux suspects n’est autre que l’orage parent: le mésocyclone rotatif. Les tornades ont besoin d’instabilité et de rotation. Perturber le flux d’air, enlever son humidité ou détruire son équilibre instable d’air chaud et froid, et il ne peut pas fonctionner. Souvent, une tornade mourra parce que l’écoulement d’air froid des précipitations qui tombent perturbe l’équilibre.
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