Des vidéos exceptionnelles de jets géants, qui se produisent au-dessus d'un nuage orageux, ont été réalisées à La Réunion. Elles permettent de mieux comprendre ces énormes décharges électriques qui grimpent dans l'atmosphère.
La lumière bleue est à la base du jet, la rouge dans la partie haute. La lumière est produite par les molécules d’azote de l’air : lorsqu’elles sont excitées leurs électrons changent de niveau d’énergie. Quand les électrons reviennent à leur état initial ils produisent une lumière, bleue ou rouge en l’occurrence. (Patrice Huet)
Comme un iceberg possède sa partie immergée, certains orages ont une face cachée, qui se déroule au-dessus du nuage. Appelés jets, elfes ou sylphes, ces phénomènes sont observés depuis une vingtaine d’années. Pour la première fois, des images couleurs de jets géants ont été obtenues, ainsi que des vidéos exceptionnelles de cinq jets, à une distance d'à peine 50 km, pendant un orage à l’île de la Réunion. Elles révèlent avec beaucoup de détails la propagation et la structure de ce type de décharges électriques.
C’est Patrice Huet, de la Maison du Volcan de La Réunion, qui a pris ces images le 7 mars 2010. Habitué à photographier les éclairs, il avait installé son matériel à 1.600 mètres d’altitude. En moins d’une heure, il a capté les vidéos de cinq jets géants, des décharges électriques qui s’élèvent au-dessus du nuage d’orage, jusqu’à 90 km d’altitude. Une équipe internationale a analysé ces données précieuses afin de mieux comprendre les mécanismes de ces événements lumineux transitoires (TLE).
Le jet se déroule en deux phases : une première phase plus rapide et qui s’élève très haut, une seconde plus lente, moins haute, où on voit comme des petites perles. Le tout dure une demi-seconde. Crédit: Patrice Huet.
«Ces vidéos confirment que le jet géant démarre au cœur du nuage» explique Serge Soula, du Laboratoire d'Aérologie de l’Observatoire Midi-Pyrénées (Université de Toulouse/CNRS), qui a coordonné les travaux. Il existe deux types de jets : le jet bleu s’élève à 30 ou 40 km, et démarre au sommet du nuage. Ce fut le premier jet observé, en 1994. Le jet géant lui, n’a été vu pour la première fois qu’en 2001, à Porto Rico. Il s’élève beaucoup plus haut et part du cœur du nuage, de la zone de convection –le moteur du nuage orageux.
«D’après la théorie, établie en 2008 par des chercheurs américains, il se produit une série de décharges à l’intérieur du nuage d’orage, entre deux zones chargées électriquement, explique Serge Soula. Celle du haut est chargée positivement, celle du cœur du nuage est chargée négativement. Lorsque la zone du haut s’épuise, mais que le cœur est encore bien chargé, il envoie ses décharges vers le haut, où plus aucune charge positive ne l’arrête. Il peut alors se produire une décharge, un jet géant, au-dessus du nuage».
Les vidéos de la Réunion confirment cette théorie. «Pour les cinq jets géants filmés, avant leur sortie nous observons une activité dans le nuage, sous forme pulsionnelle : ce sont les décharges intra-nuage», poursuit le chercheur. «De plus notre collègue hongrois a enregistré des électromagnétiques à très basse fréquence simultanés aux jets géants, qui permettent de déduire le sens du courant et donc de connaître la charge déplacée hors du nuage». Une charge négative pour les cinq jets filmés.
Lors de l’orage du 7 mars 2010 à la Réunion, qui a duré environ deux heures, 3 jets se sont produits en 4 minutes, puis, 40 minutes plus tard, 2 autres en seulement 3 minutes. «Contrairement aux sylphes, les jets géants ne se produisent pas forcément dans de très gros orages. En revanche l’orage était très développé verticalement, sur 16 km, précise Serge Soula, c’est peut-être l’une des conditions de formation des jets ». Les autres restent à élucider.
Cécile Dumas Sciences et Avenir.fr 18/10/11
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Sylphes, elfes et jets…
Dans la famille des événements lumineux transitoires, il y a trois branches : les jets, les sylphes ou farfadets (sprites en anglais) et les ELVES, ou elfes. Tous sont des décharges électriques au-dessus du nuage. Cependant, contrairement aux jets, les sylphes et les elfes sont la conséquence d’un éclair (du nuage vers le sol).
Les elfes, traduction de l’acronyme anglais ELVES (Emissions of Light and Very low frequency perturbations from Electromagnetic pulse Sources), se produisent à 90 km d’altitude, à la base de l’ionosphère, une zone de l’atmosphère dans laquelle les molécules se chargent sous l’effet du rayonnement et des vents solaire. Ils ont une forme de couronne ou d’anneau lumineux. Ils sont liés à un éclair nuage-sol chargé positivement ou négativement.
Les sylphes, eux, résultent d’un éclair qui amène de grandes quantités de charges positives vers le sol. Ils se produisent dans de gros systèmes orageux (les systèmes convectifs méso-échelle) et prennent des formes variées : en colonnes, en carottes, en ange, en méduses…
De gauche à droite: carotte, colonnes, anges, elve et sylphes. (Serge Soula)
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