Grain en arc - Définition
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Introduction
Un grain en arc est un type de ligne orageuse, ou ligne de grain, ayant la forme caractéristique d'un arc de cercle tel que vu par un radar météorologique. Le Dr. Tetsuya Théodore Fujita de l'université de Chicago est le premier à utiliser le terme "Bow Echo" pour désigner ce type de ligne orageuse. Dans un livre publié en 1978, le “Manual of Downburst Identification for Project NIMROD”, il décrit les caractéristiques et l'évolution de ces systèmes. Le front de rafales généré par ce type de système convectif de méso-échelle peut causer des dommages importants et occasionnellement être accompagné de tornades. Les grains en arc peuvent se développer à l'avant d'un complexe convectif de méso-échelle, une ligne de grain ordinaire ou lors de la dissipation d'un orage super-cellulaire.
Formation
(a) Supercellule
(b) Ligne de grain
(c)Grain en arc
(d)Rotation engendrée dans les bouts.
Les lignes tiretées montrent l'axe des rafales maximales et les flèches la direction des vents par rapport à la ligne d'orages. Notez les régions de rotation cyclonique (C) et anticyclonique rotation (A). Ces dernières, spécialement C, sont le lieu de possibles tornades
Un grain en arc est le résultat de l'étalement d'une goutte froide qui se forme à l'avant d'un orage ou d'une ligne d'orages quand l'air des niveaux moyens et la précipitation en descendent. Lorsque le cisaillement des vents est de modéré à fort dans les bas niveaux de l'atmosphère et que la direction de ce changement est linéaire, la goutte s'étale en arc. Le soulèvement sur le devant de la goutte cause la reformation d'orages qui s'aligneront en arc. Le grain orageux ainsi généré aura quelques kilomètres d'épaisseur et de 20 à 200 km de long, en général moins long qu'une ligne de grain rectiligne. Sa durée de vie sera de 3 à 6 heures et en général causera des dégâts importants le long de son trajet car le courant-jet des niveaux moyens qui descend le long du front de rafales se trouve concentré. Un grain en arc peut se transformer en Derecho si les conditions sont favorables. En 2004, une étude sur un grand nombre de grains en arc provenant de cellules orageuses faiblement organisées et de super-cellules a démontré que la première situation était la meilleure à leur formation.
Trajectoire de l'air
Lorsque la direction des vents en altitude est perpendiculaire à un orage, l'air des niveaux moyens peut s'introduire dans le nuage. Cet air est plus sec et frais que celui du nuage et il est donc plus dense que celui-ci et va descendre vers le sol. Si un courant-jet s'engouffre ainsi dans le nuage, il accélère en descendant et donne un front de rafales important. La trajectoire de cet air est indiqué sur le diagramme de droite et s'étale comme un éventail.
D'un autre côté, la circulation d'air au sol à l'avant de la ligne orageuse est en général dans une direction différente ce qui crée un convergence d'air. Sur le centre de la ligne, l'addition vectorielle des vents venant de l'orage et de l'environnement donne une résultante perpendiculaire à la ligne. Cependant, aux extrémités de la ligne, l'addition donne une rotation qui peut résulter en la formation d'une tornade. Ces tourbillons accélère les portion du courant-jet qui se trouve à cet endroit derrière la ligne résultant en de plus fortes rafales rectilignes.
Les plus importants dommages associés avec les grain en arc se situent au centre de la ligne. On reconnaît en général au radar météorologique les endroits de plus forts vents par les données de vitesse mais également par des encoches à l'arrière de la ligne, là où le courant-jet des niveaux moyens descend et assèche la ligne.
