Types d’éclairs

Phénomène naturel à la fois beau et mortel, l’éclair est tout simplement une décharge électrostatique soudaine – une  » étincelle  » ou un  » flash « , car les régions chargées dans l’atmosphère s’égalisent temporairement grâce à cette décharge. C’est la polarité de la décharge de la foudre qui peut affecter la façon dont elle se propage et se ramifie dans l’espace et le temps. C’est elle, ainsi que ses points de départ et d’arrivée, et la direction de son mouvement, qui donnent lieu à différents « types » d’éclairs.La foudre peut frapper le sol, l’air ou à l’intérieur des nuages, mais il y a grosso modo 5 à 10 fois plus d’éclairs nuageux que d’éclairs nuage-sol.

Eclair nuage-sol (ECS)

Dans l’éclair ECS, un canal de charge négative, appelé  » stepped leader « , va zigzaguer vers le bas en forme de  » fourche  » – d’où son nom parfois d’éclair en fourche. Ce conducteur étagé est invisible à l’œil humain et se déplace vers le sol en une milliseconde. À l’approche du sol, le traceur à gradins, chargé négativement, est attiré par un canal de charge positive qui s’élève, un streamer, généralement à travers un objet haut, tel qu’un arbre, une maison ou un poteau téléphonique. Lorsque l’amorce et le serpentin, chargés de façon opposée, se connectent, un puissant courant électrique commence à circuler (c’est pourquoi il est déconseillé de se tenir sous un objet élevé pendant un orage !) Un coup de retour (l’éclair visible très brillant que nous voyons comme un éclair) se déplace à environ 60 000 miles par seconde en direction du nuage, un éclair pouvant comprendre jusqu’à 20 coups de retour.

La foudre nuage-sol négative (-CG)
Les éclairs CG les plus courants sont initiés par un leader étagé chargé négativement et se déplaçant vers le bas, qui est suivi d’un coup de retour se déplaçant vers le haut. L’effet net de cet éclair est de faire descendre la charge négative du nuage vers le sol. Les éclairs CG négatifs peuvent être identifiés par leur ramification distinctive vers le bas.

Eclair nuage-sol positif (+CG)
Les éclairs CG, moins courants, sont initiés par un leader étagé se déplaçant vers le bas et chargé positivement qui est suivi d’un coup de retour se déplaçant vers le haut qui abaisse la charge positive vers la terre. Ces éclairs sont généralement associés à des orages supercellulaires et à des régions de précipitations stratiformes derrière des lignes de grains. Les éclairs positifs entre les nuages et le sol sont généralement très brillants (par rapport aux autres éclairs) et peuvent être identifiés par leur absence de ramification près du sol. Le tonnerre produit par ces éclairs est très fort et peut ressembler à une série de bangs soniques profonds et de basse fréquence. Les sprites (voir encadré latéral) sont généralement associés à des CG positives plus intenses.

La foudre nuage-air (CA)
Ce terme désigne une décharge qui saute d’un nuage dans l’air libre et se termine brusquement – en effet, la foudre CG contient de la foudre CA via les branches qui s’étendent du canal principal dans l’air libre. Cependant, les exemples les plus spectaculaires se produisent lorsque de longs canaux de foudre brillants s’étendent depuis les côtés des cumulonimbus.

La foudre sol-nuage (GC)
Une décharge entre le nuage et le sol initiée par un leader se déplaçant vers le haut et provenant d’un objet au sol. Les coups de foudre sol-nuage – parfois appelés foudre ascendante – sont fréquents sur les grandes tours et les gratte-ciel. La polarité de la foudre GC peut également être positive ou négative. Un éclair qui démontre une ramification vers le haut est une indication claire d’un éclair sol-nuage, bien que certains éclairs se déplaçant vers le haut soient sans ramification sous la base du nuage.

La foudre intra-nuage (IC)
C’est le type de décharge le plus courant et fait référence à la foudre intégrée dans un seul nuage d’orage, qui saute entre différentes régions de charge dans le nuage.

La foudre en feuille est un terme utilisé pour décrire les nuages illuminés par une décharge de foudre où le canal de foudre réel est soit à l’intérieur des nuages, soit sous l’horizon (c’est-à-dire non visible par l’observateur). Bien que souvent associé à l’éclair IC, il s’agit simplement de tout éclair caché par les nuages ou le terrain en dehors de l’éclair qu’il produit.

Un terme connexe, l’éclair thermique, désigne tout éclair ou illumination induite par la foudre qui est trop éloigné pour que le tonnerre puisse être entendu. L’éclair de chaleur a reçu son nom parce qu’il est souvent observé pendant les chaudes nuits d’été, une période où les orages sont fréquents.

La foudre de nuage à nuage (CC) (ou foudre inter-nuages)
Bien que rare, la foudre peut également se déplacer d’un nuage à un autre (ou plus !). L’éclair en araignée désigne de longs éclairs se déplaçant horizontalement, souvent observés sur la face inférieure des nuages stratiformes. (A ne pas confondre avec les éclairs intra-nuageux au sein d’un même nuage).

La foudre au Royaume-Uni

Les manifestations les plus spectaculaires de la foudre au Royaume-Uni sont normalement associées à des événements de type « Spanish Plume », d’autant plus que ceux-ci peuvent se produire pendant la nuit. Ces orages ont tendance à produire des éclairs importants en raison notamment de leur base nuageuse élevée, qui augmente la quantité d’eau sous forme de glace, nécessaire à une forte charge électrique. Ces orages à base de nuages élevés ont tendance à avoir une plus grande proportion d’éclairs de CG.

Ce sont les orages d’hiver qui produisent généralement la plus grande proportion d’éclairs de CG sur le Royaume-Uni. Les nuages produisant des éclairs sont associés aux fronts actifs froids et occlus, mais beaucoup sont également intégrés dans la masse d’air maritime polaire après (les averses hivernales typiques qui affectent la moitié ouest du pays, produisant de la grêle molle) et marqués sur les cartes synoptiques comme des creux. Étant donné que la mer relativement chaude est la source d’instabilité, ces averses peuvent être présentes de jour comme de nuit, et produire des éclairs CG peu fréquents mais très puissants, jusqu’à ~300 000 ampères ! (les éclairs typiques sont de ~20kA). On pense que la raison de leur tendance à produire des éclairs CG puissants est due au cisaillement de leurs sommets de nuages bas. La charge positive au sommet de ces nuages surplombe la charge négative inférieure qui ferait autrement écran entre la charge supérieure et le sol, favorisant un éclair direct et puissant entre le sommet du nuage et le sol.

Les sprites, les jets et autres types d’éclairs

Les sprites sont des décharges électriques qui se produisent à haute altitude au-dessus des orages actifs. Les sprites apparaissent comme une colonne rouge verticale s’étendant jusqu’à 60 miles du sommet du nuage et on a constaté qu’ils se produisent en conjonction avec et/ou en réaction à la foudre +CG. Les sprites sont principalement rouges, faiblement éclairés (donc uniquement visibles la nuit), et ne durent que quelques secondes, ce qui les rend presque invisibles à l’œil nu et difficiles à photographier. Leur forme a été décrite comme ressemblant à des colonnes, des carottes ou des méduses !

Des jets bleus émergent du sommet du nuage d’orage, s’étendant vers le haut en cônes étroits se déployant en éventail et disparaissant à des hauteurs de 25-35 miles. Les jets bleus ne durent qu’une fraction de seconde.

Les elfes sont des régions lumineuses en forme de disque qui s’étendent rapidement et dont le diamètre peut atteindre 300 miles. Elles durent moins d’un millième de seconde et se produisent au-dessus des zones d’éclairs CG actifs. Les scientifiques pensent que les elfes résultent de l’extension d’une impulsion électromagnétique énergétique dans l’ionosphère.

Les rampants d’enclume sont des décharges de foudre IC arborescentes, se déplaçant horizontalement, qui ont tendance à apparaître le long de la face inférieure des enclumes d’orage. Ils peuvent être vus par l’œil humain en raison de leur vitesse plus lente (par rapport aux autres éclairs !). Ce type de foudre (parfois appelé « foudre-fusée ») couvre souvent de très grandes distances, ce qui donne lieu à des spectacles qui remplissent le ciel. Les éclairs rampants sont souvent des événements à très haute altitude et produisent généralement un tonnerre doux et roulant en raison de leur grande distance par rapport à l’observateur. Les rampants d’enclume peuvent soit se produire de manière indépendante complètement à l’intérieur du nuage, soit en lien avec une décharge nuage-sol.

Un éclair venu du bleu (parfois appelé  » foudre d’enclume  » ou  » foudre d’enclume-sol « ) est un nom donné à une décharge de foudre nuage-sol qui frappe loin de son orage parent. Elle prend généralement naissance dans les régions les plus élevées d’un cumulonimbus et se déplace horizontalement sur une bonne distance de l’orage avant d’effectuer une descente verticale vers la terre. Comme le point d’impact final se trouve jusqu’à 15 km de l’orage, ces éclairs peuvent se produire dans des endroits où le ciel est bleu, d’où leur nom. En effet, c’est l’origine du terme décrivant quelque chose d’inattendu :  » out of the blue  » !

La foudre en chapelet est le nom donné au stade de décroissance d’un canal de foudre qui se refroidit après un coup de retour et dont la luminosité se décompose en segments. Il décrit une étape d’une décharge de foudre normale plutôt qu’un type de foudre.

La foudre en ruban se produit dans les orages avec des vents transversaux élevés et de nombreux coups de retour Le vent souffle chaque coup de retour successif latéralement dans le coup de retour précédent, ce qui provoque un effet de ruban (Le mouvement de l’appareil photo pendant la capture d’une photo de foudre peut également entraîner le même effet).
La foudre staccato est un coup de foudre CG qui est un coup de courte durée qui apparaît souvent comme un seul éclair très brillant avec une ramification considérable.

Et enfin, qu’est-ce que la foudre en boule…?!

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