Une dégradation assez importante s'est produite hier soir et la nuit passée dans l'ouest de la France, sous forme d'orages en Aquitaine et de pluies abondantes en Bretagne.

Chaleur record au sud de l'Aquitaine lundi après-midi

Lundi après-midi, les températures ont dépassé 30°C dans les Pyrénées-Atlantiques, avec 35,4°C de maximum à Cambo-les-Bains (64), une température supérieure de 13°C aux normales de saison. Cette température est aussi un nouveau record national de chaleur pour une première décade de mai et les 35°C fiables les plus précoces observés en France depuis le début des mesures. Cette chaleur s'explique par la remontée d'une masse d'air saharienne sur le sud-ouest de la France.

Forts orages sur le bassin aquitain et les Charentes en soirée

Après ce pic de très forte chaleur lundi après-midi et l'arrivée d'une perturbation atlantique pilotée par une dépression qui s'est creusée sur le golfe de Gascogne, des orages se sont développés et sont remontés dans un flux de Sud-ouest très dynamique de l'Espagne vers le bassin aquitain et les Charentes. L'activité électrique s'est montrée très importante.

Les orages les plus forts se sont produits le le long du littoral aquitain ainsi que sur les côtes charentaises.

Mais en raison de la rapide progression de ce front, ces orages très électriques n'ont pas apporté beaucoup d'eau (entre 1 et 3mm de pluies). D'une manière générale, si les orages et l'activité électrique ont bien été au rendez-vous, le vent a soufflé moins fort que prévu : une seule rafale a dépassé 100 km/h, à Belin-Béliet en Gironde (103 km/h).

Pluies abondantes dans le nord-ouest

Entre la Bretagne et la Loire-Atlantique, la perturbation a avancé beaucoup moins vite, bloquée par une cellule anticyclonique présente sur le sud de l'Angleterre. Cette perturbation a stagné toute la nuit dans le nord-ouest du pays avec des cumuls de pluies qui ont atteint 42 mm à Quimper, 37 mm à Gemene et 25 mm à Rennes, équivalent à 2 semaines de précipitations sur le sud du Finistère.

Quasiment pas de dégâts à déplorer

Hormis quelques chutes de grêle assez localisées dans le nord du Médoc et à l'est de Bordeaux, les vignobles n'ont dans l'ensemble pas souffert par ces orages. En Bretagne, malgré les fortes pluies, l'Odet et le Steïr, ont peu réagi.

SOURCES LA CHAINE METEO

La perturbation pluvio-orageuse arrivée lundi en fin de journée par la côte Atlantique s'infiltre sur notre pays ce mardi. On la retrouvera sur un axe allant du nord-ouest au centre-est avec quelques averses, localement orageuses. Après le pic de fortes chaleurs dans le sud-ouest lundi, les températures perdent quelques degrés sur cette région.

A retenir

La chute des températures de 7 à 10°C dans le sud-ouest après le pic de forte chaleur atteint l'après-midi en Aquitaine.

Les averses qui feront leur retour du nord-ouest et du Bassin parisien au centre-est avec un faible risque orageux.

Le retour d'un temps bien ensoleillé sur les régions proches de l'Atlantique.

Contexte météo

La France est tiraillée entre deux centres d'action, un anticyclone de 1027hPa centré en mer du Nord et une dépression centrée par 1000 hPa sur l'Atlantique. A l'avant de cette zone dépressionnaire, une perturbation pluvio-orageuse s'infiltre sur le pays en perdant de son activité au fil de sa progression. Ce mardi elle donne quelques ondées ponctuellement orageuses entre le nord-ouest, le Bassin parisien et les régions du centre-est.

Détails par régions

Des Hauts-de-France au Grand-Est, les éclaircies persistent sur le nord de ces régions avec un temps qui reste sec. De la Picardie au sud de la Champagne et de la Lorraine, le ciel devient chaotique et les nuages laissent échapper de rares averses. Les températures sont comprises entre 5 et 9°C le matin et entre 15 et 18°C l'après-midi.

En Normandie, Centre-Val de Loire, Ile-de-France, Bourgogne-Franche-Comté et Auvergne-Rhône-Alpes, le temps est instable avec des nuages qui prédominent sur les éclaircies et s'accompagnent parfois d'averses et localement d'orages, notamment en matinée dans le nord-ouest et l'après-midi sur les régions du centre-est. Les températures sont douces le matin comprises entre 9 et 13°C. Elles sont comprises entre 15 et 23°C l'après-midi de la Normandie en allant vers la région Rhône-Alpes.

Sur les régions proches de l'Atlantique, après le passage de la perturbation pluvio-orageuse, la tendance est à l'amélioration avec des éclaircies de plus en plus larges au fil des heures. Un risque d'averses persiste en matinée de la Bretagne au nord de la Nouvelle-Aquitaine. Les températures sont douces le matin avec 10 à 15°C ; elles sont comprises entre 17 et 23°C l'après-midi.

Dans le sud-est, le temps reste calme avec du soleil et quelques nuages qui ne remettent pas en cause le beau temps. Les températures sont comprises entre 8 et 16°C le matin et entre 21 et 26°C l'après-midi.

Les conseils de notre météorologue

Attention aux chaussées glissantes si vous avez à circuler sous les averses entre le nord-ouest et les régions du centre-est. Rentrez les plantes qui pourraient craindre de fortes pluies à caractère orageux.

SOURCES LA CHAINE METEO

L'oxygène: la couleur de la vie

Le huitième élément de la nature nous permet de vivre, de respirer et de penser, mais il colore également le cosmos avec sa teinte verdâtre distinctive.

Par Bob Berman  | Publication: jeudi 29 août 2019

La plupart des gens qui regardent la nébuleuse d'Orion (M42) à travers de grands télescopes amateurs voient une teinte verdâtre de l'oxygène incandescent, capturée ici à travers un filtre qui passe cette couleur. Les images M42 typiques révèlent le rouge émis par l'hydrogène.

ESO

Lorsque nous observons des objets dans l'espace lointain à travers des télescopes d'arrière-cour, nous ne voyons généralement pas beaucoup de couleurs. La grande exception est le vert vif dans certaines nébuleuses. Le secret de cette couleur constitue une histoire majeure. C'est un conte qui se connecte à nos vies et à nos esprits, et ouvre des portails à un nouveau niveau d'exploration céleste.

Revenez à la classe de sciences de sixième année de Mme Wombat. Là, nous avons appris que l'univers contient 92 éléments naturels. Tous se trouvent également ici sur Terre. Cela n'a aucun sens de prétendre qu'ils sont tout aussi intéressants. Par exemple, chaque respiration que vous prenez est un mélange gazeux de 99,9% d'azote, d'oxygène et d'argon. L'argon est inerte et flotte juste là. Nous ne l'utilisons pas pour grand-chose à part le remplissage des ampoules. Cela ne nous aide pas et 
ne nous fait pas de mal.

L'air contient également un peu de vapeur d'eau (H2O), qui représente les deux tiers de l'hydrogène. C'est l'élément le plus commun de l'univers, a insisté Mme Wombat, et qui étions-nous pour douter d'elle? L'hydrogène constitue la majeure partie de notre cerveau. C'est le carburant principal du Soleil. C'est évidemment crucial pour notre existence.

Mais maintenant, en termes d'abondance cosmique, considérons l'élément numéro deux: l'hélium. Cela nous ramène à la catégorie non vitale. Nos corps contiennent exactement zéro hélium. Si tout l'hélium de la Terre disparaissait soudainement, la plupart d'entre nous ne s'en rendraient pas compte ou ne s'en soucieraient pas.

Mais donnez de l'hélium: à l'intérieur des étoiles, il subit une fusion pour créer le troisième élément le plus abondant de l'univers, l'oxygène. Nous avons ainsi atteint le héros du conte d'aventure d'aujourd'hui. Nos vies dépendent de façon critique de l'oxygène. Il se combine si ardemment avec d'autres éléments que lorsque nous regardons autour de nous, sur Terre ou à travers nos télescopes, nous le voyons presque partout. Bien que l'eau puisse représenter les deux tiers de l'hydrogène en termes de composition atomique, elle représente près de 90% d'oxygène en poids. De la même façon, les anneaux de Saturne sont principalement de l'oxygène. Les nuages ​​aussi. Et du lait au chocolat. Chatons.

Cette image à peu près vraie couleur de la nébuleuse planétaire Haltère (M27) montre l'oxygène rougeoyant comme vert et l'hydrogène comme rouge. 

ESO

Parce que la plupart des autres éléments fusionnent facilement avec elle et l'absorbent comme une éponge, aucun corps céleste n'a d'oxygène libre significatif. L'atmosphère de la Terre est le seul endroit de l'univers connu qui en contient beaucoup.

Notre couverture d'air contient 21% d'oxygène pour une seule raison: les plantes. Ils absorbent l'oxygène sous l'une de ses formes combinées (dioxyde de carbone), utilisent le carbone pour créer leurs corps rigides et croquants, puis libèrent de l'oxygène moléculaire en tant que déchet. Il y a tellement de plantes, d'arbres et de varech, notre air est rempli d'oxygène.

Personne ne le savait au début de la Renaissance. En fait, personne ne savait que l'air est un mélange de gaz. Mais la chasse au savoir était lancée. Les scientifiques ont découvert les deux principaux composants de l'air presque simultanément. Le médecin écossais Daniel Rutherford a identifié l'azote en 1772; deux ans plus tard, le théologien britannique Joseph Priestly a isolé l'oxygène. La distinction principale des éléments était immédiatement évidente. Un a soutenu la vie et la combustion; l'autre non.

Le grand joueur non oxygéné acquit bientôt une réputation macabre. Rutherford l'a appelé «l'air nocif». Les souris placées dedans sont rapidement mortes. Quant à l'oxygène, c'était le précieux élément vital que tout le monde essayait alors de détecter. Parce que l'oxygène se lie si facilement à la plupart des autres éléments, il représente les deux tiers du corps animal en poids. Et près de la moitié de la Lune. Quand les loups hurlent à la pleine lune, c'est essentiellement de l'oxygène qui appelle l'oxygène.

Les plantes et les arbres pompent de l'oxygène dans l'atmosphère, permettant aux humains de respirer - et aux aurores de briller. 

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Trop de bonne chose

Au début, l'univers n'avait pas d'oxygène du tout. Le Big Bang a créé de l'hydrogène, de l'hélium et un peu de lithium au cas où les premières étoiles souffriraient de dépression. Mais pas de O. Il est apparu oh-so progressivement commençant peut-être 100 millions d'années après le Big Bang - une infiltration pathétique, vraiment, qui s'est infiltrée après avoir été forgée dans les intérieurs invisibles des étoiles. Certains de ces premiers soleils bleus se sont retournés à l'envers en faisant exploser violemment et en dispersant leur oxygène nouvellement fabriqué à travers les ruelles sans plancher de l'espace.

L'astrophysicien britannique Arthur Eddington a découvert pour la première fois comment le Soleil et d'autres étoiles brillent en 1920. Il a correctement soutenu que l'énergie provenait de la fusion de quatre atomes d'hydrogène en un nouvel atome d'hélium. À mesure que les étoiles évoluent vers la vieillesse, elles fusionnent de plus en plus d'hélium pour produire du carbone, puis de l'oxygène. Au moment où une étoile comme le Soleil atteint la fin de sa vie et s'effondre en une naine blanche, c'est une boule solide d'oxygène et de carbone et rien d'autre.

Avant que cet écrasement ne se déroule, une étoile typique avec jusqu'à environ 8 masses solaires jette du matériel sous forme de bulle de gaz en expansion. C'est là que nous en tant qu'observateurs entrons en scène. Chaque fois que nous regardons une nébuleuse planétaire, nous voyons une étoile centrale de vieillesse entourée d'un beignet brillant contenant d'innombrables milliards de tonnes d'oxygène. Certains d'entre eux - ainsi que du matériel provenant de l'explosion de supernova dans des étoiles encore plus massives - aident finalement à former de nouvelles étoiles et planètes.

Comme le nôtre. Bien que, fait intéressant, nous n'avions pas d'atmosphère oxygénée il y a seulement 2,4 milliards d'années. Ensuite, les choses ont commencé à devenir incontrôlables. Il y a à peine 300 millions d'années, la Terre était tellement recouverte de plantes que notre air s'est suroxygéné. Il a atteint une concentration de 35%. Cela a laissé l'évolution créer une ère cauchemardesque d'insectes hypergéants. Certaines mouches à l'époque avaient des envergures qui pourraient rivaliser avec les aigles d'aujourd'hui. Essayez de les tapoter. Parfois, trop d'oxygène n'est pas une bonne idée.

La lanterne verte

Nous sommes des observateurs, cependant, le vrai truc est de savoir comment l'oxygène nous amène à de jolies couleurs. (En fait, bien qu'il s'agisse d'un gaz incolore, l'oxygène se liquéfie en un fluide bleu attrayant.) Sous sa forme gazeuse, l'oxygène ne brille généralement pas. Pas quand c'est cool. En effet, un atome ne peut émettre de lumière que lorsqu'un électron en orbite se rapproche du noyau. Les atomes tranquilles ordinaires, comme ceux des gaz que vous respirez, ne sont pas excités, donc leurs électrons ne changent pas d'orbite et ne brillent pas.

Le vert domine souvent l'éclat d'une aurore. La lumière provient de l'oxygène atomique dans la fine atmosphère supérieure de la Terre, à environ 60 miles (100 kilomètres) au-dessus de la surface. 

Hinrich Bäsemann

Regardez maintenant dans le ciel nocturne. Notre première expérience fonctionne mieux si vous déménagez en Alaska, au Canada, en Islande ou en Europe du Nord. C'est là que vous pouvez voir le gaz rougeoyant le plus proche - les célèbres aurores boréales ou aurores boréales. Bien qu'ils soient au cœur de notre histoire, les mystères de l'aurore ont poussé les physiciens bonkers au cours du 19e siècle et jusque dans le 20e. De quoi s'agit-il exactement et comment émet-il sa couleur verte distinctive? Les spectroscopes, qui séparent la lumière d'un objet en ses couleurs composantes, ont révélé que la plupart des lumières aurorales avaient une longueur d'onde précise de 557,7 nanomètres. Mais, étrangement, comparer cela à divers gaz incandescents dans le laboratoire n'a donné aucune réponse. Rien ne correspondait.

Les physiciens étaient en ébullition. Chaque explication s'est avérée incorrecte. Au début du XXe siècle, l'astronome allemand Julius Scheiner a conclu que «le spectre auroral est absolument identique au spectre cathodique de l'azote». Bip, faux! Le météorologiste anglais Marshall Watts était tout aussi ferme dans une opinion antithétique: "Il ne fait maintenant aucun doute que la [lueur de] l'aurore doit être attribuée au krypton." Bip! Les idées fausses coulaient à flots. Quelques années plus tard, l'expert allemand de la spectroscopie Heinrich Kayser leva les mains avec exaspération: "Nous ne savons rien du tout de l'origine chimique des raies de la lumière polaire."

Pourtant, tout le monde avait une opinion. Le chercheur allemand Alfred Wegener, bientôt célèbre pour sa théorie de la dérive des continents, a publié un ouvrage majeur sur l'atmosphère dans lequel il a suggéré que la lueur aurorale provenait d'un nouveau gaz de «géocoronium». Cette notion d'un élément non découvert produisant un feu vert n'était pas nouvelle. Pendant près d'un siècle, les scientifiques ont largement attribué la lueur verte étrange des nébuleuses - qui brillent à une longueur d'onde émeraude de 500,7 nm - à une substance appelée «nébulium». Le cosmos semblait inondé d'éléments introuvables sur Terre.

Des décennies se sont écoulées. Lars Vegard, un expert norvégien de la physique des aurores, était sûr d'avoir résolu le casse-tête vert en 1924. Comme il l'a écrit dans Nature, «le spectre auroral typique est émis à partir de [particules de poussière solides] d'azote».

Ils avaient tous tort. Il s'est avéré que l'élément nébulium n'existe pas, pas plus que le géocoronium. Pendant tout ce temps, la source du feu vert était de l'oxygène ordinaire.

Dans les deux endroits - espace profond et haut dans notre atmosphère - le mystère est né des conditions de quasi-vide. Vous voyez, comme Mme Wombat le faisait remarquer, les électrons de l'oxygène ont certaines orbites autorisées autour du noyau. Mais lorsqu'ils sont excités par les électrons solaires ou le rayonnement ultraviolet à haute énergie d'une étoile, les électrons sautent vers des positions énergétiques mais instables où ils ne peuvent pas rester. Près de la surface de la Terre où l'air est épais, ces atomes excités frappent les autres si rapidement qu'ils dissipent leur énergie supplémentaire avant de pouvoir la diffuser sous forme de lumière.

Mais dans la haute atmosphère raréfiée et aussi dans le vide poussé de l'espace profond, les électrons de l'oxygène peuvent s'attarder dans un état «métastable» avant de tomber sur une orbite inférieure et d'émettre des photons. Ils dégagent ainsi des couleurs jamais produites dans des conditions plus terrestres. Ce «rayonnement interdit», comme on l'appelait, se présente dans une nuance précise de jaune-vert à 557,7 nm dans les aurores boréales et de bleu-vert à 500,7 nm pour les nébuleuses planétaires. (Cette dernière émission provient de l'oxygène doublement ionisé, qui a perdu deux de son complément normal d'électrons.) Oxygène. Rien d'exotique, après tout ce mal. Le mystère est enfin résolu.

Bien que la lueur verte de l'oxygène domine cette aurore, elle affiche également des teintes violettes des molécules d'azote. 

Justinreznick / iStock / Thinkstock

Oh dis, tu le vois?

Heureusement, ces émissions d'oxygène se produisent là où l'œil humain est le plus sensible. Pourtant, en 2014, lors de ma tournée annuelle des aurores boréales en Alaska, que je conduis depuis des décennies, certains des 44 invités ont déclaré n'avoir vu aucune couleur. Pour eux, l'aurore est apparue blanc pâle. J'ai été surpris car à mes yeux, le vert était si intense qu'il ressemblait à un feu de circulation. J'ai donc pris un vote. Résultat: la moitié du groupe a vu la couleur comme un vert riche; un quart le percevait comme vert pâle; et un quart ne voyait aucune couleur. Il est ainsi apparu une fois de plus que les yeux humains varient dans leur capacité à voir la couleur à de faibles niveaux de lumière.

Cette individualité se transmet aux observations télescopiques. La plupart des gens qui regardent la nébuleuse d'Orion (M42) à travers de grands instruments de jardin - 10 pouces d'ouverture et plus - perçoivent une couleur verte distincte. Mais tout le monde ne le fait pas. Les nébuleuses les plus fiables qui affichent une couleur verte riche sont probablement des planètes compactes telles que la nébuleuse de l'œil de chat (NGC 6543) à Draco et la nébuleuse de la petite gemme (NGC 6818) en Sagittaire. J'avais l'habitude de déplorer que puisque la plupart des amateurs ne possèdent pas de spectroscopes, ils ne peuvent pas examiner et apprécier pleinement ces teintes. Récemment, cependant, j'ai réalisé que lorsqu'un corps céleste émet la plupart de sa lumière dans une partie étroite du spectre - comme le font les planétaires avec leur oxygène brillant à 500,7 nm - vous n'avez vraiment pas besoin d'un spectroscope. Votre œil perçoit des couleurs précises à travers l'oculaire.

Un spectroscope est très utile pour observer des mélanges de couleurs. En utiliser un pour regarder Betelgeuse ou Sirius est une expérience merveilleuse car non seulement toutes les émissions sont présentées côte à côte de manière dramatique, mais les différences entre les types spectraux stellaires deviennent également magnifiquement frappantes. Bételgeuse montre de nombreuses raies d'absorption, même certaines provenant de molécules, tandis que Sirius affiche une simple série de raies pointues d'hydrogène superposées à une explosion vive de vert, bleu et rouge. En revanche, une nébuleuse planétaire est une composition à une seule note avec pratiquement toute sa lumière provenant de cette seule ligne verte d'oxygène.

Un motif en spirale intrigant s'est développé dans cette aurore au-dessus du musée Lofotr Viking sur l'île norvégienne de Vestvågøya. 

Allen Hwang

Avec la nébuleuse d'Orion, l'oxygène brillant domine la vue visuelle de l'oculaire en conférant une couleur de jade évidente. À travers un spectroscope, cependant, d'autres émissions apparaissent parce que l'hydrogène rougeoyant et la lumière stellaire dispersée remplissent également le pot de ragoût. Pour terminer le quart de travail, prenez une photo. Maintenant, une chose surprenante se produit - le vert disparaît. Il a disparu parce qu'il est «grillé» et surexposé en blanc. Soudain, la lumière cramoisie de l'hydrogène à 656,3 nm règne. Cette couleur ne s'enregistre pas à travers un oculaire visuel car à faible niveau, la vision humaine est complètement aveugle au rouge foncé.

 Conclusion: les couleurs que vous voyez - et la question de savoir si la lueur verte de l'oxygène domine la scène - dépendent de votre technique. Visuellement, l'oxygène règne. Photographiquement, ce n'est pas le cas dans les nébuleuses planétaires. Et spectroscopiquement, c'est un coup de tête sauf avec les planétaires. À travers tout cela, et quel que soit l'équipement que vous utilisez, l'observation de l'oxygène incandescent est éducative et amusante.

Les trois isotopes sages

L'oxygène fournit également les clés des énigmes célestes critiques. C'est parce qu'il se décline en trois saveurs. L'oxygène a trois isotopes stables, chacun ayant le même nombre de protons mais un nombre différent de neutrons dans son noyau. Tous ont des propriétés chimiques identiques et vous pouvez en respirer avec joie. Chaque atome d'oxygène contient huit protons. La grande majorité d'entre eux possède également huit neutrons. Additionnez les protons et les neutrons dans cet atome d'oxygène le plus léger et vous obtenez 16, donc cette forme la plus courante est appelée O-16. Mais un petit pourcentage d'oxygène a un ou deux neutrons supplémentaires - O-17 et O-18, respectivement.

Les premières étoiles de l'univers ont créé du O-16 pur à 100%. Les générations ultérieures ont progressivement augmenté les proportions des isotopes les plus lourds. De nos jours, au moins ici dans le système solaire, environ 1 sur 500 atomes d'oxygène contient un neutron supplémentaire tandis qu'environ 1 sur 2000 en a deux supplémentaires. Toujours avec nous?

Les étoiles d'Orion brillent à travers les rayons lumineux de cette aurore verdâtre riche en oxygène. 

Stéphane Vermette

Les rapports des isotopes O-16, O-17 et O-18 dans chaque croustille, chiot et roche ici sur Terre suivent une relation simple. Mais si vous envoyez un atterrisseur sur Mars et échantillonnez son matériel, comme la NASA l'a fait à plusieurs reprises, vous constaterez que les roches martiennes avec le même rapport O-18 à O-16 que les spécimens terrestres auront un rapport légèrement plus élevé de O-17 à O-16. La différence dans le rapport isotopique entre nos deux planètes est de 300 parties par million, avec Mars toujours plus élevé.

Les isotopes de l'oxygène sont donc comme des empreintes digitales. Ils vous disent de quel monde vient un rocher. C'est ainsi que nous pouvons être sûrs qu'une météorite particulière est originaire de la planète rouge. Nous avons également des météorites du grand astéroïde Vesta, dont le rapport O-17 à O-16 est inférieur d'environ 300 parties par million à celui de la Terre.

Voici où les choses deviennent étranges. L'oxygène dans les roches lunaires a le même rapport isotopique que les objets terrestres. C'est comme si la Lune était la Terre! Toute différence est inférieure à 1 partie sur 50 000.

Cela pose cependant un problème. Presque tous les scientifiques planétaires pensent que la Lune est le résultat d'une collision depuis longtemps entre la Terre et un corps de la taille de Mars surnommé Theia. Les lois de la physique montrent que pour que l'hypothèse d'impact fonctionne, une grande partie de la Lune devrait être du matériau Theia et devrait donc avoir un rapport isotope-oxygène distinct et étranger. Pourtant, la Lune semble faite de choses terrestres.

Toutes les quelques années, certains chercheurs publieront un article de journal qui tente d'expliquer ce problème d'oxygène ou bien de l'utiliser pour discréditer l'hypothèse de collision. Une nouvelle analyse majeure des roches lunaires d'Apollo en 2014 a prétendu trouver une minuscule disparité entre les oxygènes de nos mondes - à peine peut-être, à peine, pour garder vivante l'idée de la naissance violente de la Lune.

Alors, respirez profondément. Méditez sur l'élément qui dynamise votre cerveau afin que vous puissiez contempler le cosmos. Et un jour, si nous apercevons la lueur aurorale distinctive de l'oxygène sur une exoplanète, le feu vert peut servir de signal «go».

Car, presque sûrement, nous aurons trouvé la signature des plantes sur un autre monde. Ce sera notre oxygène bien-aimé, guidant une fois de plus nos découvertes.

Source: https://astronomy.com/magazine/2019/08/oxygen-the-color-of-life?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR3AQH0WQr9a_DqCy5pfNIk58dslDEOVM-DsPNlZEE7tbkqgTqqR_Gl40PM

Constellations, planètes : découvrez la carte du ciel de mai 2020

Par Johan Kieken le 02.05.2020 à 15h00

En confinement, depuis son balcon ou son jardin, vous pouvez observer les spectacles astronomiques que nous réserve le mois de mai 2020, grâce à notre carte du ciel.

Carte du ciel de mai 2020

JOHAN KIEKAN / SCIENCES ET AVENIR

Les échelles d'intensité des orages et autre phénomènes

Afin de classer les cyclones tropicaux selon leur intensité, une échelle a été développée en 1969 par deux chercheurs (Saffir et Simpson). Cette échelle de vent, qui évolue toujours légèrement au fil des années, permet de comparer les systèmes tropicaux entre eux, selon leur bassin.

Concernant les orages, après une première échelle d'intensité établie en 2006, KERAUNOS a publié en début d'année 2013 une nouvelle échelle d'intensité des orages, qui optimise celle de 2006 en lui faisant bénéficier des apports de plusieurs années d'expérimentations et d'évaluations.

Les indicateurs

Contrairement aux paramètres atmosphériques physiques (la température par exemple), l'intensité des orages ne peut se lire de façon immédiate sur un instrument de mesure. Elle présente ainsi le risque d'être appréciée de façon subjective et, dès lors, il devient délicat d'établir des statistiques fiables d'intensité orageuse. C'est pour pallier cet écueil que plusieurs essais ont été menés au sein de l'Observatoire en 2007 et 2008 pour mettre au jour un système d'évaluation harmonisé, fiable et aussi objectif que possible de la sévérité des orages. Après plusieurs séries de tests suivis d'ajustements, ces travaux ont abouti à la création d'un indice national, baptisé "indice de sévérité orageuse", ou "ISO" (E. WESOLEK, 2009).

Afin de mettre en perspective et de qualifier les niveaux d'activité orageuse que l'on observe chaque jour en France, KERAUNOS a développé plusieurs indicateurs qui ont pour vocation d'établir des référentiels d'activité ou de potentiel convectif. Ces référentiels servent d'une part à juger du caractère d'anormalité d'une situation orageuse donnée, et d'autre part à établir des prévisions précises d'écart à la norme.

L'échelle de Saffir-Simpson

Afin de classer les cyclones tropicaux selon leur intensité, une échelle a été développée en 1969 par deux chercheurs (Saffir et Simpson). Cette échelle de vent, qui évolue toujours légèrement au fil des années, permet de comparer les systèmes tropicaux entre eux, selon leur bassin.

Cette échelle reste sujette à controverse en raison du fait qu'elle ne prenne uniquement en compte que le facteur vent. Or, certains cyclones tropicaux, en fonction de leur taille ou de leur vitesse de déplacement peuvent infliger de lourds dégâts autres que ceux dus au vent (marées cycloniques, surcotes, fortes pluies notamment).

En 2012, le National Hurricane Center a intégré la composante liée aux marées cycloniques afin de prendre en compte cet aléa parfois très destructeur.

Le nombre de Dvorak

La détermination du nombre de Dvorak (noté T) repose sur une technique d'analyse de l'imagerie satellite infra-rouge. Cette analyse subjective vise à définir l'organisation de la convection d'un système tropical en lui attribuant un chiffre compris entre 0 et 8. L'échelle a été développée par Vernon Dvorak en 1974.

Le diagramme ci-dessous, publié par Velden et al. en 2006 fait correspondre les différentes structures convectives au nombre de Dvorak.

* (CDO : Central Dense Overcast - Shear : cisaillement - Curved Band : bandes incurvées - TD : dépression tropicale - TS : tempête tropicale - Hurricane : ouragan)

Après une première échelle d'intensité des orages établie en 2006, KERAUNOS a publié en ce début d'année 2013 une nouvelle échelle, qui optimise celle de 2006 en lui faisant bénéficier des apports de plusieurs années d'expérimentations et d'évaluations. Intégrant des standards internationaux, notamment nord-américains, et développant une approche plus exhaustive qui permet de définir précisément toute la gamme d'intensité des orages, cette échelle constitue le nouveau référentiel utilisé autant dans la climatologie des orages que dans leur prévision au sein de KERAUNOS.

Echelle d'intensité des orages

La nouvelle échelle est bâtie sur 5 niveaux et conserve comme pivot la définition nord-américaine de l'orage fort (severe storm). Les critères de classement sont les suivants :

1. ORAGES FAIBLES : orages peu intenses, ne générant pas de grêlons de diamètre supérieur à 1 cm, ni de rafales convectives supérieures à 58 km/h, ni de tornade, ni de pluies intenses productrices d'inondations.

2. ORAGES MODERES : orages accompagnés de grêlons de 1 à 2 cm de diamètre, et/ou de rafales convectives de 58 à 89 km/h, mais sans tornade, ni pluies intenses productrices d'inondations.

3. ORAGES FORTS : orages accompagnés de grêlons de 2 à 4 cm de diamètre, et/ou de rafales convectives de 90 à 119 km/h, et/ou de tornade d'intensité EF0 ou EF1, et/ou de pluies intenses productrices d'inondations (typiquement > 50 mm/1h).

4. ORAGES VIOLENTS : orages accompagnés de grêlons de 5 à 9 cm de diamètre, et/ou de rafales convectives de 120 à 149 km/h, et/ou de tornade d'intensité EF2 ou EF3.

5. ORAGES EXTREMES : orages accompagnés de grêlons de plus de 10 cm de diamètre, et/ou de rafales convectives de plus de 150 km/h, et/ou de tornade d'intensité EF4 ou EF5.

Les explications détaillées sur cette nouvelle échelle sont fournies dans le document pdf accessible en bas de page.

L'échelle R est une échelle créée par l'Observatoire afin de permettre une classification des épisodes pluvieux convectifs. Le but est de faciliter les comparatifs entre épisodes pluvieux, d'affiner la climatologie des épisodes pluvieux destructeurs et de déterminer par conséquent les durées de retour des épisodes pluvieux convectifs sévères.

Elle vise donc à mieux mesurer l'exposition des divers territoires français au risque de pluies convectives intenses.

Une structure à double entrée

le chiffre, de 0 à 5, est fonction du cumul maximal enregistré sur 24 heures glissantes au cours de l'épisode pluvieux ;

le signe (-/+/++) est pour sa part fonction du cumul maximal enregistré sur 1 heure glissante au cours de l'épisode pluvieux. Si ce dernier est inconnu, le signe est remplacé par un astérisque (*).

L'approche par ces deux entrées permet ainsi de distinguer les épisodes pluvieux non seulement par la lame d’eau totale sur 24 heures, mais également par la présence ou non de pics d’intensité horaire marqués. Or c’est généralement l’association des deux qui génère les dommages les plus sévères. La mise en place de cette échelle permettra entre autres d’évaluer précisément ce dernier point en fonction des contextes hydrologiques et géographiques propres à chaque portion du territoire.

Cette échelle a été calibrée en fonction de la climatologie française, mais elle peut s'appliquer partout autour du globe et pourrait dans cette perspective rendre plus aisée les études qui visent à proposer une analyse globale des régions soumises aux épisodes pluvieux convectifs diluviens.

Afin de couvrir la grande variété des régimes pluviométriques français, le niveau 1 de l'échelle, fixé à 40 mm sur 24 heures glissantes, correspond à la valeur moyenne des records de précipitations sur 24 heures non glissantes les plus bas en France, essentiellement rencontrés dans le nord du pays (ce seuil est donc surtout significatif pour les régions les moins exposées aux pluies convectives intenses). Le seuil des 100 mm correspond à la moyenne française des records de précipitations en 24 heures (établie sur la base de 13 stations du réseau principal). Le seuil des 190 mm correspond à la limite au-delà de laquelle on parle d'épisode diluvien. Le seuil des 400 mm n'est dépassé que par les épisodes les plus sévères.

Pour ce qui concerne les cumuls horaires glissants, les seuils retenus distinguent les cumuls sous-critiques (-) ou significatifs ( ), des cumuls horaires remarquables (+) ou exceptionnels (++). L'expérience montre en effet que les cumuls horaires supérieurs à 40 mm produisent fréquemment des dommages, même lorsqu'ils ne sont liés qu'à un seul orage et non à un épisode pluvieux convectif durable. Dans la climatologie française, le seuil des 100 mm en 1 heure n'est que rarement atteint ou dépassé au cours d'une année civile, d'où son choix comme critère pour le qualificatif "remarquable" (+). Le seuil des 130 mm signale enfin des cumuls horaires exceptionnels, réservés aux orages producteurs des pluies les plus intenses, généralement peu mobiles ; il ne s'en rencontre que rarement en France.

Contrairement aux paramètres atmosphériques physiques (la température par exemple), l'intensité des orages ne peut se lire de façon immédiate sur un instrument de mesure. Elle présente ainsi le risque d'être appréciée de façon subjective et, dès lors, il devient délicat d'établir des statistiques fiables d'intensité orageuse. C'est pour pallier cet écueil que plusieurs essais ont été menés au sein de l'Observatoire en 2007 et 2008 pour mettre au jour un système d'évaluation harmonisé, fiable et aussi objectif que possible de la sévérité des orages. Après plusieurs séries de tests suivis d'ajustements, ces travaux ont abouti à la création d'un indice national, baptisé "indice de sévérité orageuse", ou "ISO" (E. WESOLEK, 2009).

Objectifs de l'indice de sévérité orageuse

L'indice de sévérité orageuse a pour vocation de donner une appréciation à échelle nationale de l'intensité des orages couplée à l'étendue spatiale concernée par la convection orageuse sur le territoire français (continent et Corse) et sur une période de 24 heures. Il répond à plusieurs besoins :

• il permet d'établir des statistiques d'activité orageuse qui ne se limitent pas au "nombre de jours avec orage" ou à la "densité de foudroiement" ;
• il permet de faire ressortir les épisodes orageux les plus significatifs ;
• il permet de juger scientifiquement du caractère anormalement intense de certains épisodes orageux sur un plan climatologique.

En d'autres termes, l'ISO a pour objectif de rendre compte de l'intensité globale des orages, et non simplement de l'activité foudre, et de pouvoir comparer objectivement les mois entre eux et les années entre elles sur le plan de l'activité et de la sévérité orageuse nationale. Cette méthode est novatrice dans la mesure où elle permet désormais de réaliser des statistiques d'intensité orageuse, alors que les statistiques actuelles sont ordinairement contraintes de se limiter au nombre de chutes de foudre détectées, ce qui ne représente que très imparfaitement la réalité des orages. L'un des avantages de cette méthode est ainsi par exemple de ne plus négliger les orages peu électriques mais néanmoins de forte intensité, qui ne sont pas rares en saison froide, mais sous-estimés dans les statistiques existantes du fait du peu d'activité électrique associée.

Calcul de l'indice de sévérité orageuse

L'ISO est une valeur quotidienne nationale, qui représente la sévérité orageuse moyenne sur l'ensemble de la France. Cette valeur est établie sur la base d'un algorithme qui extrait l'intensité maximale des orages sur une grille numérique de 488 points, dont la résolution horizontale avoisine 30 km. Cette intensité maximale sur chaque point de la grille, nommée "ik" pour "indice kéraunique", est jaugée de façon systématisée, harmonisée et objective, sur la base d'une série de critères qui intègre l'intensité des précipitations, la vitesse des plus fortes rafales de vent, le diamètre maximal observé des grêlons, etc. Dès lors, les statistiques résultantes intègrent tous les paramètres qui permettent de juger sans parti-pris du degré de sévérité des orages.

Interprétation de l'indice de sévérité orageuse

Dans la mesure où il s'agit d'un indicateur national, ce sont les épisodes orages les plus organisés, les plus intenses et les plus généralisés qui ressortent avec un ISO élevé. Il faut en effet garder à l'esprit que la vocation première de cet indicateur est de distinguer les grandes vagues orageuses nationales et de pouvoir les comparer en terme d'intensité globale et d'extension géographique.

Les résultats s'interprètent sur une échelle ouverte, cependant contenue ordinairement entre 0 et 30. Des valeurs supérieures à 30 sont possibles, mais de fait très rares. Lorsqu'il est inférieur à 5, l'ISO témoigne d'orages généralement localisés et sans extension géographique conséquente (ce qui n'exclue pas qu'ils puissent être localement violents). Les épisodes orageux classiques, qui concernent plusieurs régions avec des intensités modérées à fortes, ressortent ordinairement avec un ISO compris entre 5 et 15. Au-delà de 15, les épisodes orageux sont significatifs, concernent de nombreuses régions avec des intensités fortes. Au-delà de 25, nous sommes en présence de vagues orageuses sévères. A ce jour, l'ISO le plus élevé a été enregistré le 13 août 2015, avec une valeur de 34,1.