Les nuages

I. Définition

– Un nuage est un ensemble de minuscules particules d’eau liquide (gouttelettes) ou solide (glace) ou les deux à la fois en suspension dans l’atmosphère et ne touchant généralement pas le sol. Ainsi, contrairement à ce que l’on pourrait penser, un nuage n’est pas formé uniquement de vapeur d’eau. Un nuage peut aussi contenir des particules d’eau liquide ou de glace de plus grandes dimensions, des particules liquides non aqueuses (acides), des particules solides provenant de vapeurs industrielles, de poussières, de fumées, de sel.

II. Constitution d’un nuage

A. Les cristaux de glace

  • Les cristaux de glace sont formés par cristallisation d’une gouttelette d’eau autour d’une particule solide appelée noyau glaçogène pour T<0°C. Ces noyaux sont issus de cendres volcaniques, suie ou sable et ont une structure cristalline analogue à la glace.
  • La distance séparant deux cristaux est presque égale à celle des gouttelettes.
  • Le diamètre des cristaux  est légèrement supérieure à celle des gouttelettes.
  • La vitesse de chute est mesurée en mm/s sans mouvements ascendants.
  • Le nombre est variable selon la température = 3°C : apparition des cristaux / 12 °C : augmentation du nombre de cristaux / 32°C  : grosse augmentation de leur nombre / 41 °C : augmentation systématique et brutale (plus d’au en fusion)

B. Les gouttelettes d’eau

  • Les gouttelettes d’eau sont formées en atmosphère saturée (100 % d’humidité) par condensation de la vapeur d’eau en présence de particules solides en suspension  appelées noyaux de condensation. Ces noyaux de condensation jouent le rôle de catalyseur et sont d’origines variées = minérale : suie volcanique, cristaux de sable / marine : cristaux de sel marin arrachés des embruns par le vent / humaine : combustions industrielles, pollution.
  • Leur vitesse de chute est de quelques  mm/s pour 1cm/s sans agitation.
  • Le diamètre d’une gouttelette d’eau se situe entre 2 et 200 microns (nombre de 300 à 600/m³ environ).
  • Une distance sépare les gouttelettes. Entre deux gouttelettes, il y a 1,4 mm, ou 70 fois leur diamètre en moyenne.
  •  La teneur en eau des nuages varie, si le nuage est :  


– stable : les gouttelettes sont nombreuses mais possèdent de petits diamètres et l’eau condensée est de l’ordre de 0,5g/kg de nuage.
– instable : les gouttelettes sont moins nombreuses mais leurs diamètres sont plus importants (40 microns en moyenne) et l’eau condensée est de l’ordre de 5g/kg de nuage.

III. Formation d’un nuage

Un nuage se forme par refroidissement de l’air ascendant. Lorsque la température diminue, la quantité maximale de vapeur d’eau, que peut contenir l’air diminue donc l’humidité relative augmente. Lorsque l’humidité relative est à 100%, la condensation apparait autour de minuscules particules solides.

Température(en °C) -20 -10 0 +10 +20 +30
 Quantité de vapeur d’eau pour obtenir un air saturé,soit 100 % d’humidité (en g de vapeur d’eau/kg d’air sec)  0,8  1,8  3,8  7,8  14,8  27,4

     La cause principale de formation d’un nuage est un refroidissement car la quantité de vapeur d’eau nécessaire pour obtenir un air saturé diminue avec la température.  Les gouttelettes et cristaux  peuvent s’évaporer et se reformer dans un nuage et leur vitesse de chute se mesure en millimètre par seconde. Néanmoins, la quantité d’eau condensée est faible, elle est de l’ordre du gramme par mètre cube d’air et ne représente qu’une faible partie de l’eau atmosphérique, le reste est constitué par la vapeur d’eau présente dans le nuage.

      Toutefois, à haute altitude (plus de 6000 m), la sursaturation est souvent présente. La sursaturation est la persistance d’état de vapeur dans les conditions normales d’état solide ou liquide, de ce fait, en altitude, on peut trouver une humidité de 150%. Cet état instable est mis en évidence par les traînées d’avions qui apparaissent dans le ciel après le passage de l’avion car les réacteurs apportent des noyaux de condensation et le choc des particules produit la turbulence nécessaire pour quitter cet état.

IV. Les différentes types de nuages

A. Les nuages de l’étage supérieur 

Les nuages de l’étage supérieur apparaissent entre 6 et 13 km d’altitude sous nos latitudes. Ils sont constitués de cristaux de glace. Comme nuages de l’étage supérieur on peut trouver :

– le cirrus

– le cirrocumulus

– le cirrostratus

B. 2 à 7 km d’altitude 

Les nuages se situant de 2 à 7 km d’altitude sont constitués essentiellement de gouttelettes d’eau. On peut y trouver :

– les altocumulus

– les altostratus

C. Entre le sol et 2 km d’altitude

Les deux sortes de nuages se trouvant entre le sol et 2 km d’altitude sont :

– les stratocumulus 

– les stratus 

D. Nuages à la verticale 

Les nuages à développement vertical sont des nuages qui peuvent occuper plusieurs étages en même temps.comme : 

– les nimbostratus

– les cumulonimbus 

– les cumulus 

Résumé :

  1. Pas encore de commentaire
  1. Pas encore de trackbacks
Vous devez être identifié pour poster un commentaire