le MCS et ses variantes

Cet article reprend le premier terme d’un lexique qui sera amené à se construire petit à petit. Aujourd’hui: le système convectif de méso-échelle et ses variantes.

MCS ou Mésoscale Convective System

En français donc, système convectif de méso-échelle. Il désigne un ensemble d’orages multicellulaires organisés entre eux et interdépendants, regroupés au sein d’une masse de 100 à 1000 km de long, de forme parfois ovoïde, parfois parfaitement circulaire ou très étirée, pratiquement sous forme de ligne. Ce terme général désigne en fait plusieurs modes d’organisation. Pour simplifier les choses – bien que ce ne soit pas scientifiquement exact – nous pouvons considérer le MCS comme un seul et même superorage de très grandes dimensions.

Les MCS qui se présentent en Belgique sont souvent constitués de deux parties:
1) la première partie est la zone dite stratiforme, car constitué par les enclumes des cumulonimbus qui constituent la partie la plus active. Cette zone voit des précipitations modérées s’étendre sur plusieurs centaines, voir milliers de kilomètres carrés, accompagnées d’une faible activité électrique qui se présente soit sous la forme de coups de foudre rares mais très puissants, soit par une succession d’éclairs internuageux dits spiders, qui tendent à se déplacer dans le ciel en se ramifiant. Ces éclairs se produisent dans et juste sous les enclumes des cumulonimbus dans les grands systèmes organisés.
2) la partie la plus active est caractérisée par de fortes précipitations et s’isole au sein de la zone stratiforme ou en bordure du système, selon la dynamique des vents et des courants en altitude. Elle peut avoir une forme assez ramassée, ou au contraire s’étirer en une ligne de grains.
mcs.png
26 mai 2009: Un MCS traverse la Belgique de nuit, du sud-ouest au nord-est.
La forme que prend cette ligne peut servir à qualifier le MCS tout entier:
– dans la configuration la plus simple, la ligne se présente selon une quasi-droite de précipitations très intenses, dans laquelle prend place 90% de l’activité électrique de l’orage et souvent précédée de rafales descendantes.
– un stade plus puissant est celui du Bow Echo (écho en arc), lorsque le Jet-Stream soufflant dans la ligne fait en sorte que la partie centrale de celle-ci se déplace plus rapidement que ses extrémités. Une évolution vers cette structure indique un renforcement des phénomènes. Les vents qui l’accompagnent peuvent devenir destructeurs. En juillet 2010, un puissant bow echo a balayé la Belgique, provoquant énormément de dégâts dus au vent (parfois spectaculaires comme l’effondrement du toit de l’église de Ciney, le reversement d’un pylône d’une ligne à haute tension près de Huy et des toits entiers emportés en Thudinie). Les dégâts observés ont permis de diagnostiquer des vitesses de plus de 150 km/h pour les plus grosses rafales.
16h00-1.png
14 juillet 2010: Passage d’un bow echo sur la Belgique.
– un autre stade plus puissant est le LEWP ou Line Echo Wave Pattern (écho en ligne et en forme de vague) est reconnaissable à la structure ondulée, parfois pratiquement sinusoïdale de la structure orageuse. A l’extrême, elle peut apparaître découpée en échelons espacés et décalés les uns par rapport aux autres de manière régulière. Les phénomènes engendrés sont identiques aux cas évoqués précédemment.
17h30-1.png
 14 juillet 2010: le même système que sur l’image précédente, une heure et demi plus tard. Le Bow Echo tend à se rompre en échelons, formant une structure se rapprochant du LEWP. Cela montre clairement qu’un grand système orageux est dynamique et qu’il peut changer de forme plusieurs fois tout au long de sa durée de vie.
– le stade final est le derecho (mot espagnol qui signifie « tout droit » pour désigner le déplacement de ces grandes structures). Il est extrêmement rare et violent. La zone active devient alors d’une ampleur et d’une taille démesurées et les phénomènes qui s’y produisent sont extrêmes: activité électrique explosive, vents destructeurs à grande échelle, pluies dilluviennes et grêles géantes. Fin juillet, un tel derecho a engendré des vents de 170 km/h dans le sud-ouest de la France. Dans les situations les plus apocalyptiques, le vent peut atteindre 250 km/h. Mais cela reste extrêmement rare.
Il existe aussi deux autres variantes de MCS:
1) le QLCS pour Quasi Linear Convective System ou système convectif pratiquement linéaire. Il prend la forme d’une énorme ligne de grains avec une partie stratiforme assez restreinte comparée aux MCS « classiques » exposés ci-dessus. 
2) le MCC ou Mesoscale Convective Complex est un MCS démesuré. Il doit répondre à toute une série de critères dits de Maddox:
– une durée de vie supérieure à six heures
– des sommets de cumulonimbus à l’aplomb de la zone intense ayant des températures inférieures à -52°C et qui s’étendent sur plus de 50 000 km²
– des sommets de cumulonimbus en étalement ayant une température inférieure à -32°C sur au minimum 100 000 km².
A l’heure de la rédaction de cet article, le dernier MCC ayant concerné la Belgique s’est produit en matinée du 27 juillet 2013.
Une des caractéristiques de ces systèmes est leur capacité à s’auto-entretenir. Il faut comprendre par là que, l’orage s’organisant et grandissant, arrive à un cap où le « moteur » qui le génère n’a plus réellement besoin d’ingrédients comme de la chaleur, des vents cisaillés (= de directions et vitesses différentes selon l’altitude) et d’instabilité. A l’instar d’un énorme tapis roulant, l’orage entraîne l’air au-devant de lui dans sa direction, le fait s’élever, alimentant ainsi le système en humidité, formant et entretenant les cumulonimbus, puis le rejette derrière lui en altitude, par-dessus le courant jet qui participe à toute cette mécanique, mais aussi au niveau du sol via les précipitations. Dès lors, cela explique pourquoi ces grands systèmes sont capables de subsiter dans un environnement redevenu stable (souvent avec la tombée de la nuit), où les paramètres interdisent toute formation d’un nouvel orage. L’orage existant ne fait que subsister.
On constate que fort souvent, ces MCS se structurent à la tombée du jour, font rage toute la nuit en atteignant leur paroxysme entre minuit et 4h00, puis tendent à s’affaiblir quelque peu avec le lever du jour. Dans certains cas, lorsque l’air est extrêment instable, ces orages peuvent se structurer en journée pour certains, passer le lever du jour qui est en temps normal « thunder-killer » et faire rage toute une matinée de plus.
Concrètement, en un lieu donné et pour tous les cas de figure exposés ci-dessus, un observateur verra (de jour) successivement le ciel se couvrir d’un voile gris sous une ambiance lourde, puis devenir plombé avec des formes nuageuses parfois inquiétantes, le tout dans un calme « anormal », puis arrivera très souvent un arcus, sorte de nuage en forme de vague ou de grand rouleau horizontal animé de mouvements perceptibles, parfois déjà accompagné de quelques gouttes voir d’une fine pluie. Son passage au zénith est accompagné des vents les plus forts, très rapidement suivis par de très fortes pluies, voir de la grêle, avec une activité électrique incessante au sein des nuages en altitude (c’est la zone active). Souvent cependant, la densité de la pluie fait que la lumière des éclairs est bien trop diffusée pour être perçue du sol, et seuls les radars enregistrent l’énorme accumulation d’éclairs au passage de la zone active. Les systèmes les plus organisés ont des parties actives qui ne présente pratiquement aucun coup de foudre ou éclair internuageux: tout se passe au sein des nuages. Dans le brouaha engendré par la pluie et le vent, le tonnerre qui plus est continu est difficilement perceptible. Cependant, l’observation a montré que, par moment, l’activité électrique peut radicalement changer et se muer en un pillonnement de coups de foudre sur des espaces restreints. En tout et pour tout, le passage de la zone active dure généralement de 10 à 30 minutes
Par la suite, avec l’éloignement de la zone active, l’intensité de la pluie diminue, mais les précipitations en elles-même persistent. L’observateur se trouve alors dans la partie dite stratiforme, où il peut apercevoir des éclairs spiders rampant sous la voûte formée par les enclumes des cumulonimbus. Cette phase est bien plus longue: elle dure une heure en moyenne, mais peut s’éterniser jusque deux à trois heures après le passage de la zone active.

De nuit, les évènements sont bien sûrs identiques, mais suite à l’obscurité, l’observateur verra arriver l’arcus sombre se détachant sous un horizon scintillant de flashes d’éclairs. L’activité électrique incessante d’altitude sera parfaitement visible au passage de la zone active, et les éclairs spiders de la zone stratiforme seront rendus encore plus spectaculaires.

Il existe un dernier type de MCS, le MCS de type cluster. A l’inverse de tous les cas venant d’être cités, cette catégorie de système orageux ne voit pas s’individualiser une partie intense et une autre partie stratiforme, parce que la dynamique, entre autres, n’est pas suffisamment puissante pour isoler ces deux parties. Le système de type cluster se présente alors comme un amas, une grappe de cellules orageuses souvent puissantes disposées dans la masse stratiforme, interagissant entre elles en s’alimentant ou se détruisant de manière anarchique. Leur déplacement souvent lent est responsable, pour l’observateur immobile, d’un véritable défilement d’orages en continu pendant plusieurs heures, et d’accumulations considérables d’eau. Un bel exemple de MCS cluster concerna le centre de la Belgique la nuit du 19 au 20 juin 2002. Un autre frappa durement Liège et sa région au matin du 29 mai 2008, provoquant d’innombrables inondations et des coulées de boue.

Le MCS cluster de la nuit du 19 au 20 juin 2002 à 3h45.
Pour ceux qui souhaitent aller plus loin dans la classification des orages et qui n’ont pas peur de se perdre dans les méandres de cette dernière, nous vous conseillons ce site:

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.