LES NUAGES
Comme tout sport aérien l’état du ciel et en particulier les nuages ont une importance en parachutisme.
En fonction de leur altitude,les nuages sont constitues de fines gouttelettes d’eau ou bien de petits cristaux de glace.lorsque les sommets des nuages sont à des températures négatives,le risque de précipitation augmente.
La nébulosité est la fraction du ciel occupée par tous les nuages visibles.Elle s’évalue huitièmes ou octas ou à present selon les expressions conventionnelles rares,épars,morcelé,couvert (few,scatered,broken,overcast).
L’O.M.M. (organisation météorologique mondiale) a classé les nuages en 10 genres et sur 3 étages d altitude.
La formation de nuages résulte du refroidissement d’un volume d’air jusqu’à la condensation d’une partie de sa vapeur d’eau. Si le processus de refroidissement se produit au sol (par contact avec une surface froide, par exemple), on assiste à la formation debrouillard. Dans l’atmosphère libre, le refroidissement se produit généralement par soulèvement, en vertu du comportement desgaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, selon lequel un gaz se refroidit spontanément lorsque la pression baisse. Les nuages peuvent aussi perdre une partie de leur masse sous forme de précipitations, par exemple sous forme de pluie, grêle ou neige.
La condensation de la vapeur d’eau, en eau liquide ou en glace, se produit initialement autour de certains types demicroparticules de matière solide (aérosols), qu’on appelle des noyaux de condensation ou de congélation. La congélation spontanée de l’eau liquide en glace, dans une atmosphère très pure, ne se produit pas au-dessus de -40 °C. Entre 0 et -40 °C, les gouttes d’eau restent dans un état métastable (surfusion), qui cesse dès qu’elles rentrent en contact avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des brouillards givrants.
Juste après la condensation ou la congélation, les particules sont encore très petites. Pour des particules de cette taille, les collisions et l’agrégation ne peuvent pas être les facteurs principaux de croissance. Il se produit plutôt un phénomène connu sous le nom de « effet Bergeron ». Ce mécanisme repose sur le fait que la pression partielle de saturation de la glace est inférieure à celle de l’eau liquide. Ceci signifie que, dans un milieu où coexistent des cristaux de glace et des gouttelettes d’eau surfondue, la vapeur d’eau ambiante se condensera en glace sur les cristaux de glace déjà existants, et que les gouttelettes d’eau s’évaporeront d’autant. On voit ainsi que le soulèvement est doublement important dans la formation de nuages et de précipitation : en premier lieu comme mécanisme de refroidissement, et ensuite comme porteur de gouttelettes d’eau liquide jusqu’au niveau où elles deviennent surfondues.
Le soulèvement peut être dû à la convection, à la présence de terrains montagneux faisant obstacle à l’écoulement de l’air ou à des facteurs de la dynamique atmosphérique, comme les ondes baroclines (aussi appelées « ondes frontales »).
Classification troposphérique[modifier | modifier le code]
Les nuages dans l’Atlas international des nuages sont classés en 10 genres12 :
- 3 genres «principaux» : Cirrus (nuages élevés), Stratus (nuages bas à développement horizontal), et Cumulus (nuages bas à développement vertical) avec d’autres types dérivés ;
- 3 genres intermédiaires des 3 précédents : Cirrostratus, Cirrocumulus et Stratocumulus
- 4 genres dérivés des Cumulus et Stratus : Altocumulus et Altostratus pour les nuages dont la base est à plus de 2 km d’altitude, et de Cumulonimbus et Nimbostratus pour les nuages capables de donner de fortes précipitations13.
Pour les types de nuages sans développement vertical important, cette nomenclature a été organisée selon la hauteur de leur base au-dessus du sol, non l’altitude de leur sommet, en quatre familles qui sont décrites ci-dessous.
Nuages élevés (Famille A)[modifier | modifier le code]
Ils se forment au-dessus de 5 000 mètres dans la région froide de la troposphère. Ils sont classés en utilisant le préfixe cirro- ou cirrus. À cette altitude, l’eau gèle quasiment toujours : les nuages sont donc composés de cristaux de glace.
Les nuages dans la famille A sont :
- Genre cirrus : nuages non-convectifs14;
- Genre cirrocumulus : nuages de convection limitée14;
- Genre cirrostratus : nuages non-convectifs;
- Espèces : Cirrostratus fibratus, Cirrostratus nebulosus ;
- Variétés : cirrostratus duplicatus, cirrostratus undalatus.
- Traînée de condensation : Pas un genre de l’OMM. Long et fin nuage formé après le passage d’un avion à haute altitude (appelé contrail en anglais). Il peut persister de quelques minutes à plusieurs heures selon la stabilité et l’humidité relative à la hauteur de production15.
Moyens (Famille B)[modifier | modifier le code]
Ils se développent entre 2 000 et 7 000 mètres (dans les régions tempérées) et sont classés en utilisant le préfixe alto–. Ils sont formés de gouttelettes d’eau.
Les nuages dans la famille B sont :
- Genre altocumulus : nuages de convection limitée14;
- Espèces : altocumulus castellanus, altocumulus floccus, altocumulus lenticularis, altocumulus stratiformis ;
- Variétés : altocumulus duplicatus, altocumulus lacunosus, altocumulus opacus, altocumulus perlucidus, altocumulus radiatus, altocumulus translucidus, altocumulus undulatus ;
- Caractéristiques supplémentaires : altocumulus mamma, altocumulus virga.
- Genre altostratus : nuages non-convectifs;
- Variétés : altostratus duplicatus, altostratus undulatus, altostratus radiatus, altostratus opacus, altostratus translucidus ;
- Caractéristiques supplémentaires : altostratus mamma, altostratus pannus, altostratus virga, altostratus praecipitatio.
Bas (Famille C)[modifier | modifier le code]
Ce sont des nuages de basses altitudes (jusqu’à 2 000 mètres). Lorsque ces derniers rencontrent la terre, on les appelle brouillard.
Les nuages dans la famille C sont :
- Genre stratocumulus : nuages de convection limitée14;
- Espèces : stratocumulus castellanus, stratocumulus lenticularis, stratocumulus stratiformis ;
- Variétés : stratocumulus duplicatus, stratocumulus lacunosus, stratocumulus opacus, stratocumulus perlucidus, stratocumulus radiatus, stratocumulus translucidus,stratocumulus undulatus ;
- Caractéristiques supplémentaires : stratocumulus virga, stratocumulus praecipitatio.
- Genre stratus : nuages bas non-convectifs à texture uniforme, souvent accompagnés de brouillard au sol;
- Espèces : stratus fractus, stratus nebulosus ;
- Variétés : stratus opacus, stratus translucidus, stratus undulatus ;
- Caractéristique supplémentaire : stratus praecipitatio.
- Genre cumulus : nuages convectifs;
- Espèces : cumulus fractus, cumulus humilis;
- Variété : cumulus radiatus ;
Moyen développement vertical (Famille D1)[modifier | modifier le code]
Ce sont des nuages de basses à moyens altitudes (base jusqu’à 3 000 mètres, sommet jusqu’à 6 000 mètres). Le cumulus se forme généralement à basse altitude sauf lorsque l’air fait très sec et alors elle peut se retrouver à l’étage moyen. Le nimbostratus se forme à partir de l’altostratus de altitudes moyennes qui s’épaissit et dont la base s’approche du sol avec les précipitations.
- Genre cumulus : nuages convectifs;
- Espèces : cumulus mediocris ;
- Variété cumulus radiatus ;
- Caractéristiques supplémentaires : cumulus arcus, cumulus pannus, cumulus pileus, cumulus praecipitatio, cumulus tuba, cumulus velum, cumulus virga.
- Genre nimbostratus : nuages non-convectifs;
- Caractéristiques supplémentaires : nimbostratus pannus, nimbostratus praecipitatio, nimbostratus virga.
Grand développement vertical (Famille D2)[modifier | modifier le code]
Ces nuages peuvent avoir de forts courants verticaux et s’élèvent bien au-dessus de leur base (généralement de basse à moyenne altitude jusqu’à 3 000 mètres) et sommet de plus de 6 000 mètres.
Les nuages dans la famille D2 sont :
- Genre cumulonimbus : nuages convectifs à l’extension verticale maximale, produisant les orages ;
- Espèces cumulonimbus calvus, cumulonimbus capillatus ;
- Caractéristiques supplémentaires : cumulonimbus arcus, cumulonimbus incus, cumulonimbus mammatus, cumulonimbus pannus, cumulonimbus pileus, cumulonimbus praecipitatio, cumulonimbus tuba, cumulonimbus velum, cumulonimbus virga.
- Genre cumulus : nuages convectifs;
- Espèces cumulus congestus;
- Variétés et caractéristiques supplémentaires : les mêmes que le genre cumulus de famille D1.
-
Cumulonimbussupercellulaire
Ambiguïtés liées au mode de formation des nuages[modifier | modifier le code]
La classification des nuages date du xixe siècle et était à l’origine purement visuelle. À cette époque il n’y avait ni radiosondage, satellite ou planeur. Depuis, de grands progrès ont été faits et à titre d’exemple les sondages atmosphériques (définissant la physique des nuages) sont de nos jours monnaie courante et aisément accessibles surInternet, affichés sous forme de SkewTs, téphigrammes ou émagrammes.
La dernière version de l’Atlas international des nuages date de 1975 pour le premier volume et de 1982 pour le second mais contient le même classement16,17. Ainsi, l’Atlas définit les cumulus comme étant des nuages de l’étage inférieur (i.e. leur base est à moins de 2 km de hauteur) tandis que les altocumulus castellanus sont des nuages de l’étage moyen (i.e. leur base est entre 2 et 5 km). Cette définition fait fi de leur mode de formation et peut provoquer des confusions. Par exemple, en Arizona les cumulus formés par le réchauffement diurne peuvent avoir leur base à 4 km de hauteur à cause de l’air très sec en surface tandis que certains altocumulus castellanus peuvent avoir leur base à 2 km, voire moins (dans ce cas, ce sont des stratocumulus castellanus). C’est pourquoi des auteurs comme Scorer18 ou Corfidi19 plaident pour une définition physique des nuages. Ceci est aussi le cas pour les pilotes de planeur. Le même problème apparaît pour les cumulonimbus.
En 1976, la National Aeronautics and Space Administration américaine a d’ailleurs publié son propre classement qui place la structure physique à l’avant de la plage d’altitude pour les critères de définition des classes. Cinq familles ou catégories ont été identifiées; Cirriforme, cumuliforme, stratiforme, stratocumuliforme, et cumulonimbiforme.20.
Au-dessus de la troposphère[modifier | modifier le code]
Nuages stratosphériques[modifier | modifier le code]
Nuages nacrés : se développent entre 15 et 25 kilomètres.
Nuages mésosphériques[modifier | modifier le code]
Nuages noctulescents : se développent entre 80 et 85 kilomètres.
Nébulosité et opacité[modifier | modifier le code]

Nuages colorés par le coucher deSoleil
Dans les rapports météorologiques, les METAR, la nébulosité et l’opacité des nuages sont signalés. La nébulosité, ou couverture nuageuse, est la fraction du ciel couverte par les nuages d’un certain genre, d’une certaine espèce, d’une certaine variété, d’une certaine couche, ou d’une certaine combinaison de nuages. La nébulosité totale est la fraction du ciel cachée par l’ensemble des nuages visibles21. Les deux se mesurent en octas, soit le un huitième de la voûte céleste, ou en dixième.
L’opacité est la visibilité verticale à travers les nuages. Les nuages peuvent être minces et transparents comme les cirrus ou bloquer complètement la lumière.
La nébulosité et l’opacité sont estimées en général par un observateur. Cependant, la nébulosité peut être calculée par la fraction de l’heure où un célomètre enregistre des nuages. De façon alternative, la nébulosité totale peut être estimée par un instrument qui mesure E, l’éclairement sur une surface horizontale, par des estimations de la forme22 :
Couleurs des nuages[modifier | modifier le code]

Panorama de stratocumulus avec mamma en formation.
La diffusion de la lumière par les gouttelettes des nuages selon la théorie de Mie se fait surtout vers la direction d’où vient la lumière et dans la direction où elle va. Ainsi, la blancheur des nuages est maximale lorsque l’observateur dirige son regard dans un axe aligné avec le soleil, soit dans le dos ou devant lui. À tout autre angle, il reçoit seulement une fraction de la luminosité.
La dispersion de la lumière à travers les cristaux de glace des cirrostratus, obéit quant à elle à ladiffusion de Rayleigh qui est isotrope selon l’angle mais dépend de la longueur d’onde. C’est pourquoi on voit souvent des halos circulaires autour du soleil lorsque ce type de nuage s’interpose.
Nuages extraterrestres[modifier | modifier le code]
La Terre n’est pas le seul corps céleste à avoir une atmosphère où se forme des nuages. De façon générale, la plupart des planètes et lunes du Système solaire possédant une atmosphère importante ont des nuages, mais leur composition est souvent fort différente puisque leur atmosphère est formée de gaz variés. Ainsi par exemple, les nuages épais qui recouvrent Vénus sont formés de dioxyde de soufre, de vapeur d’eau et de gouttelettes d’acide sulfurique, alors que ceux de Jupiter et de Saturne sont faits d’ammoniaque à l’extérieur, de hydrosulfure d’ammonium au milieu et d’eau à l’intérieur23,24. Des nuages semblent également avoir été détectés autour de planètes extrasolaires, et il est très probable que la plupart des planètes des autres systèmes planétaires en possèdent si elles ont une atmosphère, même si des planètes à l’atmosphère « transparente » (sans nuage) semble également avoir été détectées, y compris des géantes gazeuses.
La formation et la classification de ces nuages extraterrestres varient également avec la composition de l’atmosphère considérée
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