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Les orages sont toujours associés à des cumulonimbus. Il existe deux grands types d'orages, ceux ayant une origine thermique et ceux associés à un front froid (orages frontaux).
Origine thermique
Ces orages se développent chez nous en saison chaude. A cette saison, le réchauffement du sol par le soleil favorise le développement d'une couche convective et de courants ascendants près du sol de plus en plus marqués. Des cumulus commencent à se former au-dessus des zones d'ascendances les plus importantes. Ils sont d'abord modestes, puis ils croissent de plus en plus au fur et à mesure que le réchauffement du sol et l'instabilité de l'air dans les basses couches augmentent. Le stade de maturité est atteint lorsque la partie supérieure du cumulus atteint la température de -40°C et que des particules de glace apparaissent dans le nuage. Le cumulus se transforme alors en cumulonimbus. Le nuage d'orage est né. La phase de dissolution du cumulonimbus commence lorsque les courants ascendants alimentant le nuage ont disparu et qu'il ne subsiste plus que des courants descendants.
Origine frontale
Ces orages frontaux sont associés à des fronts froids. L'air froid du front bouscule l'air chaud situé devant lui et le soulève. Si cet air chaud est également humide et instable, les ascendances favorisent la formation de cumulonimbus juste à l'avant du front froid. De ce fait, la formation de ces orages dépend fortement de l'intensité du soulèvement de l'air chaud et humide. Si le soulèvement est important, ces orages peuvent être particulièrement violents. Ils peuvent se former à n'importe quel moment de la journée et de l'année dans nos régions. Les orages orographiques se développent sur le versant exposé au vent lorsqu'une masse d'air humide et instable escalade les reliefs. En fait, les reliefs jouent le rôle du front froid en soulevant l’air chaud et humide.
Formation des éclairs
Suite aux courants violents ascendants et descendants dans le cumulonimbus, les nuages d'orage se chargent en ions positifs et négatifs. Les charges positives tendent à se concentrer autour des cristaux de glace dans la partie supérieure du nuage, alors que les charges négatives se concentrent plutôt dans la partie inférieure. Comme la surface du sol terrestre est chargée positivement, lorsque les différences de tension entre les charges positives et négatives sont suffisamment élevées, des décharges électriques peuvent se produire entre elles à l'intérieur du nuage, d'un nuage à l'autre ou du sol au nuage. La foudre correspond aux éclairs allant du sol au nuage ou vice-versa.
RTS Découverte, avec la collaboration de Jean-Michel Fallot, Maître d'enseignement et de recherche, Faculté des géosciences et de l'environnement, UNIL.