Synkende vindkast

En downburst er en Windstream intens ned under en storm , knusing overflaten som produserer vinder voldelige, divergerende og turbulente . Det er dannet av nedbør av nedbør og kaldere og tørrere luft som infiltrerer cumulonimbus som gir en kald dråpe som sprer seg i en vifte under skyen når den når bakken. Fallende vindkast kan forekomme under individuelle tordenvær eller med bestemte celler i en tordenværslinje. Skaden vil derfor strekke seg over mer eller mindre brede korridorer, vi snakker altså om mikro- og makro-bursts . Enkelte spesielt voldsomme nedadgående vindkast vil være ansvarlige for det meteorologiske fenomenet som så fryktet av mange navigatører og kalles " hvitt korn ".

Opprinnelse

Luftstrukturen i et stormfullt miljø er varm og fuktig på lavt nivå, men tørr og kald på høyt nivå. Når en pakke luft blir varmere enn det miljøet på et gitt nivå, skyves den oppover. Kondensasjonen danner en cumulonimbus-sky der nedbør utvikler seg.

Til slutt blir regnkjernen for tung til å bli støttet av oppdraget som skaper skyen. Deretter begynner han å stige ned. Livssyklusen til et tordenvær kan sees på bildet og pilene viser retningen på luftbevegelsen. I et vanlig tordenvær gir dette en mer eller mindre sterk vindkastfront. Imidlertid i et tordenvær der nedbøren er veldig intens og ustabiliteten ( potensiell konveksjonsenergi tilgjengelig ) høy, blir den nedadgående kulen ekstrem.

Det er en slags plutselig kollaps av de øvre lagene i atmosfæren , et veritivt skred av luft som forårsaker voldsom atmosfærisk turbulens, kraften til en kraftig orkan , og som varer fra noen sekunder til flere sekunder. Titalls minutter. Det er denne ekstremt voldelige nedvaskingen vi kaller et synkende vindkast.

En eksperimentell formel ble utviklet av S. Stewart fra National Weather Service for å estimere vindhastigheten (som kan legges til tordenværsoversettingshastigheten) ved hjelp av massen av nedbørskolonnen (VIL i mm) og høyden på toppen av sky (i meter):

{\ displaystyle Rafale = \ left [\ left (20,628571 \ ms ^ {- 2} \ right) * VIL- \ left (3125 * 10 ^ {- 6} \ s ^ {- 2} \ right) * Summit ^ {2} \ høyre] ^ {0.5} \ qquad \ venstre (i \ m / s \ høyre)}

Typer

Det er to typer voldsomme vindkast klassifisert i henhold til tordenværsmiljøet:

Et fuktig synkende vindkast oppstår når luften er fuktig i hele laget, mellom bakken og det gjennomsnittlige nivået av atmosfæren, der nedstigningen skjer. I tillegg er luften på høyt nivå, som kan komme inn i stormen, kaldere enn denne. Den er derfor i negativ likevekt ( Archimedean thrust ) og vil også synke ned. Den blåste vinden ledsages da av regn.
Et tørt synkende vindkast forekommer i et veldig tørt miljø i lave nivåer under tordenværet. Den nedadgående nedbøren fordamper deretter før den når bakken. Luftpakken som inneholdt denne nedbøren er da kaldere enn miljøet, ved tap av varme på grunn av fordampning, og akselererer nedover. Det er derfor et vindkast uten regn. I noen ekstreme tilfeller kan denne tørre nedbrudd forårsake heteslag .

Dimensjoner

Kjernen av nedbør og kald luft som kommer ned fra cumulonimbus kan ha en større eller mindre lateral dimensjon. En gang på bakken vil luften derfor spres i en vifte over et mer eller mindre bredt område. Vi klassifiserer derfor også synkende brister i:

makrokast når skadekorridoren er mer enn 4 km bred;
mikro-bursts når det er mindre enn 4 km.

Makroutbrudd varer 5 til 30 minutter mens mikroutbrudd varer mindre enn 5 minutter. Begrepene synkende luftmikro og makrokasser brukes noen ganger i Europa.

Skader

Synkende vindkast blir ofte forvekslet med tornadoer på grunn av omfanget av skaden de forårsaker. I tillegg kan begge spre denne skaden langs en korridor. Kjennetegnene ved et fallende vindkast skiller seg imidlertid fra en tornado:

En tornado dannes av roterende og stigende luft . Så det vil være tegn på rotasjon i skadeområdet som skjeve trær. Ruskene vil også bli funnet i forskjellige retninger i og langs korridoren, avhengig av siden av virvelen som klippet den ned. Trær eller strukturer blir ofte kappet noen få meter over bakken i skadekorridoren;

Et vindkast nedover er preget av det faktum at luft, som ikke roterer, styrter mot jordoverflaten i opptil 200 kilometer i timen. Vindene som følger med dette fenomenet påvirker et begrenset område og varer bare noen få minutter. Objektene vil derfor alle bli blåst i samme retning, retningen vindkastet er på vei. Når vind blåser i hastigheter på 70 til 90 km / t, er det takbelegg og grener som blir skadet. Med vindkast på over 90 km / t ser vi rotte trær, småbåter og fly veltet, sjåfører mister kontrollen over kjøretøyene sine på åpne veier og strukturer lider betydelig skade. Når det gjelder mikrobrudd, kan de være sterke nok til å forårsake strukturelle skader.

Luftfartsfare

Fallende vindkast er veldig farlig for fly , spesielt under start og landing . Faktisk endrer den plutselige endringen i vindstyrken over korte avstander flyets løft betydelig . Dette gjelder spesielt for mikroutbrudd som forekommer over veldig små områder og har forårsaket flere knusing.

I denne typen situasjon, flyr flyet nær bakken, med en hastighet nær det av stall og en holdning som er vanskelig å endre. For eksempel, under en landing, tilpasser piloten nedstigningshastigheten til hastigheten på de omkringliggende vindene, men plutselig vender vindkastet mot flyet som deretter får fart, og den uerfarne piloten vil redusere gassen for å gjenvinne skråningen. Men så snart flyet passerer til den andre siden av mikrokasten, skifter vinden retning helt. Flyet fikk plutselig se heisen reduseres kraftig og styrtet før en korreksjon kunne gjøres. Tvert imot vil den erfarne piloten øke farten når han ankommer vindkastet for å ha nok løft når vindretningen endres.

Det er gjort en rekke krasjstudier i USA , konklusjonen var å distribuere rundt flyplasser flere radarer som spesialiserer seg på finskalaopptak av vindforhold i den lavere atmosfæren, vindprofiler , for å identifisere tilstedeværelsen av brister rundt flyplassen og å utstyre kommersielle fly med Doppler-radarer . De flygele også konsultere værradar å spore potensielt voldsomme stormer og til og med en bestemt type ble utviklet på 1990-tallet i USA, flyplassen værradaren , de finere oppløsning identifiserer bursts lengre rekkevidde. Dette gjør det mulig å forhindre landing og start i farlige områder eller å advare piloter som ikke kan unngå dem.

Bibliografi

(in) Fujita, TT ( 1981 ). "Tornadoer og nedbrudd i sammenheng med generaliserte planetariske skalaer". Journal of the Atmospheric Sciences , 38 (8).
(no) Fujita, TT ( 1985 ). "Downburst, microburst og macroburst". SMRP Research Paper 210, 122 pp.
(no) Wilson, James W. og Roger M. Wakimoto ( 2001 ). "Oppdagelsen av nedbruddet - TT Fujitas bidrag". Bulletin of the American Meteorological Society , 82 (1).

Merknader og referanser

" Descending gust " , Understanding meteorology , Météo-France ,31. desember 2002(tilgjengelig på en st september 2013 )
Bureau of Meteorology , " vesentlige fenomener for luftfart: Storms og dyp konveksjon (side 27-33) " [PDF] , World Meteorological Organization (tilgjengelig på en st september 2013 )
(in) S. Stewart , " Forutsigelsen av pulslignende tordenvær ved å bruke vertikalt integrert væskeinnhold og skyetopp penetrerende nedtrekksmekanisme " , NOAA Tech. Notat. , NWS, vol. SR-136,1991, s. 20 ( les online [PDF] ).
Meteorological Service of Canada , “ Spring and Summer Risks , ” Environment Canada (åpnet 19. juli 2018 ) .
Meteorological Service of Canada , METAVI: Atmosphere, Weather and Air Navigation , Environment Canada ,januar 2011, 260 s. ( les online [PDF] ) , kap. 13 (“Tordenvær og tornadoer”), s. 119-133.
(en) Langley Air Force Base, " Making the Skies Safer From Windshear " , NASA ,Juni 1992(tilgjengelig på en st september 2013 )
(i) " Terminal Doppler Weather Radar Information " , National Weather Service (tilgjengelig på en st september 2013 )
(i) " Terminal Doppler Weather Radar (TDWR) " , MIT Lincoln Laboratories (tilgjengelig på en st september 2013 )