Le cycle de l'eau sur Terre

Les nuages
Auteurs : Anissa Touati(plus d'infos)
Résumé :
Un nuage est constitué de fines particules d\'eau ou de glace. Les nuages se trouvent dans la troposphère, partie de l\'atmosphère proche de la Terre. Ils sont à une altitude comprise entre 0 et 16 000 mètres.
Publication : 1 Septembre 2000

Qu'est-ce qu'un nuage ?

Un nuage est constitué de fines particules d'eau ou de glace.
Les nuages se trouvent dans la troposphère, partie de l'atmosphère proche de la Terre. Ils sont à une altitude comprise entre 0 et 16 000 mètres. Il existe différents types de nuages, qui dépendent des conditions dans lesquelles ils se forment. On classe les nuages selon la zone de l'atmosphère où ils se trouvent, de leur forme et de leur structure interne. Les trois principaux aspects caractéristiques des nuages sont :
- Les nuages relativement isolés et séparés les uns des autres : ce sont les cirrus, les cumulus et les cumulo-nimbus.
- Les nuages en bancs, nappes ou couches plus ou moins continues. Ils présentent un aspect ridé, en forme de galets, de lamelles ou de rouleaux. Ils couvrent ou non la totalité du ciel. Les noms des nuages correspondant à ce type se terminent par le mot "cumulus" : les cirrocumulus, les altocumulus, les stratocumulus.
- Les nuages en voile ou en nappe continue, d'aspect souvent uniforme : les noms des nuages correspondant à ce type se terminent par "stratus" : les cirrostratus, les altostratus, les nimbostratus, et les stratus.

Nuages de l'étage supérieur

Nuages de l'étage moyen

Nuages de l'étage inférieur

Nuages à grande extension verticale

.cirrus
.cirrocumulus
.cirrostratus

- composition : glace
- altitude : entre 5000m
et 13000m
- température : entre -55°C et -25°C

.altocumulus
.altostratus

- composition : eau liquide et glace
- altitude : entre 2000m
et 7000m
- température : entre
-30°C et 2°C

.stratus
.strato-cumulus

- composition : eau liquide
- altitude : entre 0m et 2000m
- température : en général positive

.nimbostratus
.cumulus
.cumulo-nimbus

- composition : variable
- altitude : leur base est située dans l'étage inférieur et ils s'étendent dans les autres étages.


Comment se forme un nuage ?

Un nuage se forme à la suite de la condensation de la vapeur d'eau présente dans l'atmosphère.
L'humidité représente la quantité d'eau présente dans l'air. Or, à une température donnée, cette quantité ne peut dépasser un certain seuil, qui correspond à la saturation. Plus la température est grande plus le seuil est élevé.
Donc un volume d'air se rapproche de la saturation quand il subit un refroidissement. Si ce refroidissement est suffisant, l'excédent d'eau sous forme de vapeur passe à l'état liquide. La condensation intervient donc à la suite du refroidissement de l'air, ce refroidissement étant dû essentiellement à une détente, conséquence d'une élévation.

En effet, le sol échauffé par le Soleil va transmettre sa chaleur aux couches d'air se trouvant au dessus de lui. Cet air chaud va avoir tendance à monter du fait de la diminution de sa densité (c'est le phénomène de convection) et à entraîner dans son ascension la vapeur d'eau qu'il contient. Au fur et à mesure qu'il monte, il voit sa pression diminuer donc son volume augmenter. La conséquence est une baisse de température donc un rapprochement vers la saturation. Par ailleurs, le volume d'air doit contenir des noyaux de condensation (particules microscopiques qui servent de catalyseur de condensation, elles peuvent être de différentes natures : cristaux de sable, suies volcaniques, cristaux de sel, pollution, etc.) autour desquels de l'eau liquide s'agglomère.

Si le nuage ainsi formé continue son ascension, sa température et la pression de vapeur saturante continueront à s'abaisser et de nouvelles gouttelettes d'eau vont se former et ainsi accroître la dimension des gouttelettes déjà existantes. Les nuages convectifs à grand extension verticale peuvent présenter des couches de gouttelettes de différentes tailles alors que les nuages en couches ont une structure plus homogène. Ces nuages, qui au départ sont composés d'eau liquide vont parfois s'élever jusqu'à atteindre des régions de l'atmosphère où les températures sont fortement négatives. Certains de leurs éléments vont alors se transformer en glace.