NUAGES

Un nuage est un ensemble visible de minuscules particules d'eau liquide ou de glace, ou des deux à la fois, en suspension dans l'atmosphère. Cet ensemble peut également comporter des particules d'eau liquide de plus grandes dimensions, des particules liquides non aqueuses ou des particules solides (vapeurs industrielles, fumées, poussière, sable...). Cette définition générale recouvre une grande diversité de formes, d’altitudes, de rôles dans la formation de précipitations et dans la dynamique des nuages.

Composition des nuages

Les nuages proviennent de la condensation de la vapeur d'eau contenue dans l'air sur des aérosols (particules liquides ou solides en suspension). Cette condensation sous forme de gouttelettes d'eau liquide ou de cristaux de glace est toujours la conséquence d'un refroidissement de l'air résultant le plus souvent de la détente subie par un certain volume d'air humide qui s'élève dans l'atmosphère (ascendance) et qui est soumis, par conséquent, à des pressions de plus en plus faibles.

Dans les nuages, les gouttelettes d'eau sont de forme sphérique et ont un diamètre compris entre 0,008 et 0,8 millimètre (fréquemment de l'ordre de 0,02 mm). Celles dont le diamètre est supérieur au dixième de millimètre ont des vitesses de chute de l'ordre du mètre par seconde. Elles tombent sous forme de pluie ou de bruine si les courants d'air ascendants ne sont pas suffisants pour les soutenir. Les gouttes d'eau qui composent la pluie ont le plus souvent un diamètre compris entre 0,5 et 6 millimètres et tombent, suivant leur dimension, à des vitesses comprises entre 2 et 9 mètres par seconde.

Les flocons de neige et les cristaux de glace ont, à poids égal, une vitesse de chute beaucoup plus faible car ils sont soumis, du fait de leur faible densité et de leur forme, à une résistance de l'air plus importante. Ainsi, la vitesse de chute des flocons de neige ne dépasse que très rarement 1 ou 2 mètres par seconde.

L'état physique des nuages (liquide ou solide) peut être révélé par certains photométéores. À titre d'exemple, l'observation d'un halo caractérise la présence de cristaux de glace en forme de colonnes hexagonales, alors que celle d’un arc-en-ciel révèle l'existence de précipitations d’eau liquide. L'altitude et la température ne sont pas toujours des indices suffisants pour déterminer la présence de glace car, par suite du phénomène de surfusion, certaines gouttelettes d'eau peuvent rester liquides jusqu’à des températures de – 40 ⁰C.

La teneur en eau condensée des nuages est de l'ordre du gramme ou du décigramme par mètre cube d'air ; elle est plus faible pour les nuages élevés que pour les nuages bas. Un cumulus mesurant près d'un kilomètre de côté et un kilomètre de haut peut contenir jusqu’à 10 000 tonnes d'eau sous forme de vapeur et plus de 500 tonnes sous forme de gouttelettes ou de cristaux de glace. Un gros cumulonimbus de 15 kilomètres de côté et de 10 kilomètres de haut peut, quant à lui, en contenir plusieurs millions de tonnes.

Un nuage n'est pas composé constamment des mêmes particules d'eau : certaines s'évaporent, se subliment ou sont précipitées (pluie, neige, etc.), pendant que d'autres au contraire se constituent à partir de la vapeur d'eau contenue dans l'air ; les nuages sont donc des ensembles de particules en évolution incessante, qui se forment et se déplacent, comme les causes qui provoquent le soulèvement d'air humide et participent ainsi à leur formation et à leur entretien : présence de reliefs, convergence de deux masses d'air de températures différentes, présence de forts contrastes de température...