Tourbillon de poussière
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31793487
2008-07-22T15:41:22Z
Pierre cb
68430
[[Image:Whirlwind9832.jpg|thumb|right|250px|Tourbillon de poussière à Johnsonville, [[Caroline du Sud]]]]Un '''tourbillon de poussière''' se forme par ''beau temps'', lorsque de l'air sec et instable entre en rotation et soulève la poussière ou le sable du sol. Les tourbillons de poussières sont connus comme '''willy-willies'''<ref>{{fr}}[http://www.meteo.fr/temps/domtom/antilles/pack-public/cyclone/tout_cyclone/terminologie.htm Glossaire terminologique de ''[[Météo-France]]'']</ref>{{,}}<ref>{{en}}[http://www.abc.net.au/northcoast/stories/s1059912.htm Symonds,Steve '''Willy Willies and other Weird Winds''' télévision australienne ''ABC'']</ref>en [[Australie]], selon un mot [[Aborigènes d'Australie|aborigène]], et '''dust devils''' aux [[États-Unis|États-Unis d'Amérique]]. Les arabes pensaient que ces phénomènes étaient liés aux [[djinn]]s.
Ces tourbillons ont un [[diamètre]] allant de quelques [[centimètre]]s à plus de 10 [[mètre]]s et ont une extension verticale de quelques mètres à plus de 1 000 m. La plupart des tourbillons de poussière ne sont pas dangereux mais certains peuvent être assez puissants pour soulever des objets lourds. Par exemple le {{Date|7|mai|2006}}, à Trenton ([[Dakota du Nord]]) une petite fille de 4 ans jouait sur un trampoline. Cette dernière fut soulevé de 8 mètres dans les airs ce qui causa des blessures mineures à la fillette. <ref>{{en}}[http://edition.cnn.com/2006/WEATHER/05/08/whirlwind.ap/index.html Nouvelle de ''[[Cable News Network|CNN]]'']</ref>
== Principes physiques ==
=== Cause ===
Dans une région où on a une [[insolation]] importante, l'air se réchauffe près de la surface. La chaleur près du sol se transmet verticalement par radiation à une couche d'air plus ou moins épaisse. Si l'air est sec dans cette couche, le gradient de température suit l'[[gradient thermique adiabatique#Gradient adiabatique sec|adiabatique sèche]] et est très instable.
Comme le sol n'est pas chauffé uniformément, il y aura des différences entre deux points voisins du sol. L'air plus chaud se déplaçant vers une zone plus fraîche va donc subir une [[poussée d'Archimède]] vers le haut et entrer en [[convection]]. L'air montant sera remplacé par de l'air provenant d'un autre point au sol et selon la configuration des vents, ceci pourra engendrer une rotation de l'air.
Les conditions favorables à la production d'un tourbillon de poussière sont :
* Air sec dans la couche entre la surface et 700 [[Pascal (unité)|hPa]]
* Différence entre la [[température]] et le [[point de rosée]] de surface d'au moins 16°C
* Faibles vents dans la couche entre la surface et 850 hPa
* Zone de surface où le réchauffement peut varier (bordure entre un stationnement asphaltée et le gazon par exemple).
La hauteur et le diamètre du tourbillon dépendent de l'instabilité et de la sécheresse de l'air. En regardant un [[diagramme thermodynamique]], comme un [[téphigramme]] ou un [[émagramme]], on peut évaluer l'[[Énergie Potentielle de Convection Disponible]] (EPCD) et donc l'intensité potentielle du tourbillon.
La formation des tourbillons de poussière est similaire à celle des très faibles [[tornade]]s mais comme l'air est sec, aucune condensation ne se formera et donc pas de nuage. Au contraire des tornades, les tourbillons de poussières ne peuvent aller chercher les vents des niveaux supérieurs pour leur rotation ce qui en limite leur puissance.
=== Endroits favorables au développement ===
Les tourbillons de poussières peuvent se produire un peu n'importe où du moment que l'on obtienne les conditions nécessaires soient de l'air sec et instable avec une différence de réchauffement au sol. Dans les climats tempérés, ils se produisent le plus souvent au printemps alors que l'air est encore sec mais que les journées allongent. On les voit le plus souvent dans les stationnements ou autre endroit qui absorbe plus d'énergie que les zones environnantes. Dans les déserts, ils sont très courants en toute saison car l'air y est sec et chaud par définition. En ville, ils seront de courte durée car les maisons et autres bâtiments les empêchent de circuler en toute liberté, ces tourbillons mourant souvent en frappant un obstacle.
=== Activité électrique ===
Les particules de poussières en se déplaçant vont produire de l'électricité statique et lorsque le champ est assez intense dans le tourbillon (plus de 10 000 volts par mètre), cela peut générer une faible décharge et un signal radio <ref>[http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2002/05/29_dust.html Article: '''Stalking Arizona dust devils helps scientists understand electrical, atmospheric effects of dust storms on Mars''' par l'''[[Université de Californie (Berkeley)|Université de Californie à Berkeley]]'' ]</ref>.
== Tourbillons similaires ==
=== Tourbillon de feu ===
[[Image:Fire-whirl.jpg|right|thumb|250px|Un tourbillon de flammes]]
Les conditions favorables à un tourbillon de poussière peuvent se retrouver dans les cas d'un feu intense. En effet, les différences de températures autour d'un [[feu de forêt]] ou d'un large brasier vont générer une circulation de surface des zones plus froides vers la source de chaleur. Si la masse d'air est instable, un tourbillon se formera et les débris de l'incendie y seront aspirés<ref name="firewhirls">{{en}}{{Journal
|auteur=Michael E. Umscheid, J.P. Monteverdi et J.M. Davies
|titre=Photographs and Analysis of an Unusually Large and Long-lived Firewhirl
|journal=Electronic Journal of Severe Storms Meteorology
|vol=1
|no=2
|date=2006
|texte=http://www.ejssm.org/ojs/index.php/ejssm/issue/view/2
|consulté le=2008-07-21}}</ref>. Le tourbillon peut se retrouver dans la zone en flammes ou à l'extérieur, et propage l'incendie en projetant des tisons à de grandes distances.
La plupart des feux de foret produisent ce type de tourbillon qui auront un diamètre de quelques mètres et une hauteur de 10 à 50 mètres. Cependant, on a rapporté des colonnes de feu de plus de 1 kilomètre de hauteur générant des vents de plus de 160 km/h et persistant plus de vingt minutes
<ref name="significant tornadoes">{{en}}{{Ouvrage
|auteur=Thomas P. Grazulis
|titre=Significant Tornadoes 1680–1991: A Chronology and Analysis of Events
|date=juillet 1993
|éditeur=The Tornado Project of Environmental Films
|lieu=St. Johnsbury, ([[Vermont]])
|isbn=1879362031 }}</ref>. On peut appliquer des techniques de prévision similaires à celles pour les tourbillons de poussières pour les prévoir. Plusieurs chercheurs travaillent à modéliser le phénomène afin de mieux le comprendre et le prévoir<ref name="AMS">{{en}}{{Journal
|auteur=Christopher R. Church, John T. Snow et Jean Dessens
|titre=Intense Atmospheric Vortices Associated with a 1000 MW Fire
|journal=Bulletin of the [[American Meteorological Society]]
|vol=61
|no=7
|pages=682–694
|date=juillet 1980
|résumé=http://ams.allenpress.com/perlserv/?request=get-abstract&doi=10.1175%2F1520-0477%281980%29061%3C0682%3AIAVAWA%3E2.0.CO%3B2 |doi=10.1175/1520-0477(1980)061<0682:IAVAWA>2.0.CO;2
|consulté le=2008-07-21}}</ref>{{,}}<ref name="NIST">{{en}}{{Lien web
|url=http://fire.nist.gov/bfrlpubs/fire98/PDF/f98079.pdf
|titre=Fire Whirl simulations
|série=Annual Conference on Fire Research
|éditeur=National Institute of Standards and Technology
|résumé=http://fire.nist.gov/bfrlpubs/fire98/art079.html
|consulté le=2008-07-21
|date=octobre 1998
|auteur=Francine Battaglia, Kevin B. McGrattan, Ronald G. Rehm et Howard R. Baum
}}{{pdf}}</ref>.
Ces tourbillons peuvent être très dangereux. Par exemple, à la suite du [[tremblement de terre de Kantō de 1923]], au [[Japon]], l'île de [[Honshū]] a été frappée d'un [[embrasement généralisé éclair]] dans lequel un énorme tourbillon de feu a tué {{formatnum:38000}} personnes en quinze minutes dans le secteur de
Hifukusho-Ato de la ville de [[Tokyo]]<ref name="fire behavior">{{en}}{{Ouvrage
|auteur=James G. Quintiere
|titre=Principles of Fire Behavior
|editeur=Thomson Delmar Learning
|date=1998
|isbn=0827377320 }}</ref>. On peut également mentionner les nombreux tourbillons de ce type qui se sont formes après que la foudre ait mis le feu au dépôt de pétrole de [[San Luis Obispo (Californie)]] le {{Date|7|avril|1926}}, produisant des dommages structuraux et tuant deux personnes. Des milliers de ces tourbillons ont été vus durant les quatre jours que dura le brasier, dont le plus gros propulsa des débris à 5 kilomètres du site
<ref name="San Luis Obispo">{{en}}{{Journal
|auteur=J. E. Hissong
|titre=Whirlwinds At Oil-Tank Fire, San Luis Obispo, Calif.
|journal=Monthly Weather Review
|vol=54
|no=4
|pages=161–3
|date=avril 1926
|résumé=http://ams.allenpress.com/perlserv/?request=get-abstract&doi=10.1175%2F1520-0493(1926)54%3C161%3AWAOFSL%3E2.0.CO%3B2
|doi=10.1175/1520-0493(1926)54<161:WAOFSL>2.0.CO;2
|éditeur=[[American Meteorological Society]]
|consulté le=2008-07-21}}</ref>.
=== Tourbillons sur Mars ===
[[Image:dust.devil.mars.arp.750pix.jpg|thumb|right|200px|Tourbillon de poussière sur [[Mars (planète)|Mars]], photographié par [[Mars Global Surveyor]].]]La [[Terre]] n'est pas le seul endroit où des tourbillons de poussière ont été vu. Dès les missions [[Programme Viking|Viking]] des années [[1970]], on pouvait en remarquer sur la planète rouge et en [[1997]], le [[Mars Pathfinder]] détectait un tourbillon lui passant dessus. <ref>{{en}}Metzger S. M., [http://mpfwww.jpl.nasa.gov/science/lpsc98/1915.pdf Article: '''Dust Devil Vortices at the Ares Vallis MPF Landing Site''' par la ''NASA''] ([[Portable Document Format|PDF]])</ref>{{,}}<ref>{{en}}[http://www.ruhr-uni-bochum.de/climusa/dust.htm Article: Martian Dust Devils Caught par l'université de la Rhur à Bochum]</ref>.
La traînée noire dans la photo de droite est le résultat d'un tel phénomène sur Mars. Le point le plus noir est le tourbillon lui-même qui remonte la paroi d'un [[Cratère météoritique|cratère]].
On observe même un large [[cyclone]] ''sec'' sur cette planète qui provient d'une telle origine.
[[Image:Marsdustdevil2.gif|thumb|center|580px|Tourbillon sur Mars, photographié par la sonde ''[[Mars Exploration Rover|Spirit]]'']]
==Notes==
<references/>
==Voir aussi==
===Liens internes===
* [[Tornade]]s
* [[Météorologie]]
* [[Énergie Potentielle de Convection Disponible]]
===Liens externes===
{{commons|Dust devil}}
*{{fr}}[http://www.msc-smc.ec.gc.ca/education/severe_weather/page40_f.cfm Le manuel de l'observateur de temps violent par [[Environnement Canada]]]
*{{en}}[http://www.nirgal.net/meteo.html Météorologie Martienne]
*{{en}}[http://www.flashespace.com/html/mars05/13_03.htm Tourbillon de poussière observé par la sonde ''Spirit'' sur Mars]
*{{en}}[http://www.inflowimages.com/ChaseReports/DustDevils/dustdevils.asp Photos de tourbillon de poussière en Australie]
*{{en}}[http://www.animalu.com/pics/dd1.htm Vidéo ''Dancing with the Devils'']
[[Catégorie:Vent]]
[[Catégorie:Temps (météorologie)]]
[[Catégorie:Circulation atmosphérique]]
[[de:Kleintrombe]]
[[en:Dust devil]]
[[fa:تنوره دیو]]
[[fi:Pölypyörre]]
[[he:עלעול חול]]
[[it:Diavolo di sabbia]]
[[ja:塵旋風]]
[[nl:Stofhoos]]
[[nn:Støvkvervel]]
[[no:Støvvirvel]]
[[pt:Redemoinho]]
[[zh:旋风]]