Système convectif de méso-échelle

Le concept de SCM a été développé par des chercheurs américains sous le nom de Mesoscale Convective System (MCS) pour différencier les orages individuels des complexes orageux. L’American Meteorological Society spécifie que la dimension horizontale de ces systèmes doit être au moins de 100 km et que la convection atmosphérique doit y être intense[3]. Le terme SCM désigne donc une classe plutôt qu'un type particulier d'orages ; classe se composant de : la ligne de grain, le Derecho, le grain en arc, le Complexe convectif de méso-échelle, les cyclones tropicaux et tout ensemble d'orages plus ou moins organisé.

Il peut faire référence également à tout système non orageux de faible échelle mais dont l'organisation dépend de nuages convectifs comme moteur. Entrent dans cette catégorie les dépressions polaires, les bourrasques de neige (frontales ou en aval d'eaux libres).

CCM dans le sud du Minnesota le 19 juillet 2006 à 1332 TU

Les nuages convectifs se forment dans une masse d'air instable. Ceci veut dire qu'aux bas niveaux de l’atmosphère terrestre la température et l'humidité sont supérieures à ce qu'on retrouve en altitude. Une parcelle d'air qui est soulevée dans ces conditions subira une poussée d'Archimède vers le haut pour poursuivre son ascension. Elle emporte avec elle de l'humidité qui se condensera, à mesure que la température de la parcelle diminue par détente adiabatique, pour former un nuage à forte extension verticale.

Ce qui distingue les SCM de la convection isolée est le fait qu'un paramètre météorologique va organiser les nuages en un système rond ou en ligne qui couvrira une large surface et persistera plusieurs heures, voire plusieurs jours. La présence d'un front météorologique, surtout l'approche d'un front froid, est souvent l'élément déclencheur de ces systèmes dans les latitudes moyennes (30 à 60 degrés de latitude). Ils vont ensuite se déplacer dans la circulation atmosphérique jusqu'à une zone de diffluence des isoplèthes des épaisseurs entre 1 000 et 500 hPa, soit près du front chaud d'un cyclone extratropical. Dans les tropiques, la zone de convergence intertropicale, les creux barométriques associées à la mousson et les ondes tropicales agissent de la même façon.

Les SCM sont en général un phénomène de saison chaude (fin du printemps au début de l'automne) car c'est le moment de l'année où le réchauffement du soleil et l'humidité disponible sont maximaux. Cependant, c'est durant la saison hivernale que les bourrasques de neige et les dépressions polaires se forment, utilisant la différence de température et l'apport d'humidité des eaux non gelées dans un environnement bien sous zéro degré Celsius.

Les SCM continentaux sont généralement des phénomènes qui se forment durant le jour et faiblissent le soir venu suivant le cycle diurne de réchauffement, sauf les complexes convectifs de méso-échelle (CCM) qui sont plutôt nocturnes[4]. Les cyclones tropicaux, les bourrasques de neige en aval de plans d'eau et les dépressions polaires tirent eux leur énergie de la température de surface de la mer, ou d'autres plans d'eau, qui est plus chaude que la température de l'air. Cela leur permet de se former de jour comme de nuit.

Un SCM crée souvent sa propre circulation atmosphérique au niveau moyen de l'atmosphère. Ce tourbillon, appelé vortex de méso-échelle, persiste même après la dissipation du SCM. D'un diamètre de 50 à 100 km et d'une épaisseur allant jusqu'à 8 km, il peut se refléter en surface par un centre dépressionnaire visible sur une carte météorologique analysée à très petite échelle[8]. Ce tourbillon peut persister plusieurs jours et devenir le déclencheur de nouveaux SCM[9]. En particulier, si cette rotation traverse une étendue d'eau tropicale, comme le golfe du Mexique, il peut servir de noyau où se concentreront les nuages convectifs qui donneront naissance à un cyclone tropical[10].