J'avais promis à mon petit-fils de parler des nuages, suite à une question pourquoi et comment les nuages ils font pour se former et pourquoi ils se déplacent tout le temps.

Avec la création de cette rubrique, je vais enfin tenir ma promesse !

En météorologie, un nuage est une masse visible constituée initialement d'une grande quantité de gouttelettes d’eau (parfois de cristaux de glace associés à des aérosols chimiques ou minéraux) en suspension dans l’atmosphère au-dessus de la surface d'une planète. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre et de la répartition des particules qui le constituent.

Les gouttelettes d’eau d’un nuage proviennent de la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air. La quantité maximale de vapeur d’eau (gaz invisible) qui peut être contenue dans une masse d'air est fonction de la température : plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau (Voir Pression de vapeur saturante et Formule de Clapeyron).

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 de brouillard. Dans l’atmosphère libre, le refroidissement se produit généralement par soulèvement, en vertu du comportement des gaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, selon lequel un gaz se refroidit spontanément lorsque la pression baisse.

Inversement, la dissipation des nuages se produit lorsqu’un réchauffement permet aux gouttelettes ou aux cristaux de glace de s’évaporer. 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 de microparticules 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»).

Les nuages se forment selon deux processus : la convection et le soulèvement progressif de la masse d'air. Le soulèvement convectif est dû à l'instabilité de l'air. Il est souvent vigoureux et au déclenchement abrupt. Il produit des nuages caractérisés par une extension verticale élevée, mais une extension horizontale limitée. Ces nuages sont désignés génériquement par le terme «cumulus». Ils peuvent se développer à différents niveaux de la troposphère, là où l'instabilité existe.

Le soulèvement dit synoptique est le résultat des processus de la dynamique en atmosphère stable, dans un écoulement stratifié. Ce soulèvement est graduel, produisant des systèmes nuageux d'une texture uniforme, pouvant couvrir des milliers de kilomètres carrés. Ces nuages sont désignés génériquement par le terme «stratus». Il arrive parfois que ce soulèvement graduel déstabilise la couche atmosphérique, donnant lieu à des nuages convectifs imbriqués dans le nuage stratiforme.

Classification des nuages - Image : Valentin de Bruyn / Coton  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Au xix^e siècle, une classification assez complexe des nuages a été développée. Elle était basée sur leur apparence et faisait usage de termes en latin. Cette nomenclature a été simplifiée en répartissant les nuages selon les deux types de nuages, cumulus et stratus, et en les divisant en quatre groupes selon la hauteur de leur base, non l'altitude de la cime.

Les nuages élevés commencent par le préfixe cirrus, auquel on ajoute le «genre» cumulus ou stratus. Les nuages d'altitude moyenne ont comme préfixe altus mais il n'existe pas de préfixe pour les nuages bas. Finalement, il y a les nuages à développement vertical. À ces classes générales, peuvent s'ajouter une «espèce» qui en décrit l'aspect. Ce système, proposé en 1802 par Luke Howard, est repris dans le premier Atlas international des nuages publié en 1896 et dont les nombreuses rééditions reprennent et complètent la terminologie de Luke Howard.



WIKIPEDIA avril 2013

Pour faciliter leur identification, les nuages ont été classées par "famille" :


- Famille A : nuages élevés,

- Famille B : nuages moyennement élevés,

- Famille C : Nuages bas,

- Famille D1 : Nuages moyennement élevés à développement vertical,

- Famille D2 : Nuages à grand développement vertical,





Nuages de la "famille A" : 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
  
  
  

Espèces : cirrus castellanus, cirrus spissatus, cirrus fibratus, cirrus floccus, cirrus uncinus ;
Variétés : cirrus intortus, cirrus Kelvin-Helmholtz, cirrus duplicatus, cirrus vertebratus, cirrus radiatus.

• Genre : cirrocumulus
  
  
  

Espèces : cirrocumulus castellanus, cirrocumulus floccus, cirrocumulus lenticularis, cirrocumulus stratiformis ;
Variétés : cirrocumulus lacunosus, cirrocumulus undulatus.

• Genre : cirrostratus
  
  
  

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 production.
  

Cirrus(1) : Cirrocumulus(2) :

Cirrostratus(3) :  Cirrus radiatus(4):  


Photos : (1) Przemyslaw BlueShade / Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic - (2) : Simon Eugster /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported - (3) Simon Eugster /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported - (4) Magnus Manske /  Creative Commons Attribution 2.0 Generic



Les nuages de la "famille B" :  ls se développent entre 2.000 et 5.000 mètres et sont classés en utilisant le préfixe alto-. Ils sont formés de gouttelettes d'eau.

Les nuages dans la famille B sont :

• Genre : altocumulus
  
  
  

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
  
  
  

Variétés : altostratus duplicatus, altostratus undulatus, altostratus radiatus, altostratus opacus, altostratus translucidus ;
Caractéristiques supplémentaires : altostratus mamma, altostratus pannus, altostratus virga, altostratus praecipitatio.



Altocumulus(1) :   Altostratus(2) :

Photos : (1) Fir0002 /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported - (2)Benutzer: LivingShadow  /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unporte



Les nuages de la "famille C" :  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
  
  
  

Espèces : stratocumulus castellanus, stratocumulus lenticularis, stratocumulus stratiformis ;
Variétés : stratocumulus duplicatus, stratocumulus lacunosus, stratocumulus opacus, stratocumulus perlucidus, stratocumulus radiatus, stratocumulus translucidus,stratocumulus undulatus ;
<li>Caractéristiques supplémentaires : stratocumulus virga, stratocumulus praecipitatio.

• Genre stratus : nuages bas 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.



Stratocumulus(1) :    Stratus(2) :

Photos : (1) Benutzer: LivingShadow /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported
- (2) LivingShadow /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



Les nuages de la "famille D1" :  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 est très sec et donc  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
  
  
  

Espèces : cumulus fractus, cumulus humilis, cumulus mediocris ;
Variété cumulus radiatus ;
Caractéristiques supplémentaires : cumulus arcus, cumulus pannus, cumulus pileus, cumulus praecipitatio, cumulus tuba, cumulus velum, cumulus virga.

• Genre : nimbostratus
  
  
  

Caractéristiques supplémentaires : nimbostratus pannus, nimbostratus praecipitatio, nimbostratus virga.



Cumulus(1) :  Nimbostratus avec stratus fractus au-dessous(2):

Photos : (1) Michael Jastremski /  Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic - (2) LivingShadow / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



Les nuages de la "famille D2" : 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 : Espèces cumulus congestus;
  
  
  

Variétés et caractéristiques supplémentaires : les mêmes que le genre cumulus de famille D1.



Cumulonimbus supercellulaire(1)
Orage estival typique. Les pileus des tours principales témoignent d'une forte ascendance(2):

Photos : (1) Tim Vasquez /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported - (2) Michael Graf /  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



On distingue aussi les nuages au-dessus de la troposphère :

- Les nuages stratophérique : Nacrés : se développent entre 15.000 et 25.000 mètres d'altitude.

- Les nuages mésosphérique : Nuages noctulescents : se développent entre 80.000 et 85.000 mètres.


La classification des nuages date du xix^e siècle et était à l'origine purement visuelle. À cette époque il n'y avait ni sondage, satellite ou planeur. La dernière version de l'Atlas international des nuages date de 1956 et à cette époque, il n'y avait pas de satellite. Depuis, de grands progrès ont été faits et les sondages atmosphériques sont de nos jours publiés sur internet. 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.

En Arizona des cumulus véritables peuvent avoir leur base à 4 km de hauteur 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 Scorer ou Corfidi plaident pour une définition physique des nuages. Ceci est aussi le cas pour les pilotes de planeur. Le même problème apparaît pour les cumulonimbus.


WIKIPEDIA avril 2013

Nébulosité et opacité :



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 visibles. 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 forme :




Photo : Roman Bonnefoy / Creative Commons 3.0 Unported 2.5 Générique



Couleurs des nuages :



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 la diffusion 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.


Photo : Fir0002/Flagstaffotos / Licence GNU Free Documentation License 1.2 : Spécifié par l'auteur de la photo : pas d'utilisation commerciale. (Panorama de stratocumulus avec mamma en formation.)



WIKIPEDIA avril 2013

Un nuage orographique est un nuage formé par le soulèvement dû au relief, en amont ou en aval de l'obstacle. Il ne s'agit pas d'un type en particulier de nuage, car il peut être autant stratiforme que convectif, mais plutôt d'un qualificatif qui est lié à son origine. Le nuage d'onde est un cas particulier de nuage orographique qui se développe au sommet d'une onde orographique stationnaire en aval d'une montagne.

Image satellite de la NASA (MODIS imageur à bord du satellite Terra) d'un nuage d'onde formant large de l'île d'Amsterdam dans l'océan Indien au sud. Image prise le 19 Décembre 2005. (Domaine Public)

L'air rencontrant un obstacle du relief doit s'élever. Cet obstacle peut être graduel, comme la pente des Grandes Plaines nord-américaines, ou être abrupt comme celui d'une montagne. On génère ainsi une ascendance de l'air qui doit remonter la pente et qui changera de température en s'élevant à un taux différent, selon qu'il est saturé ou non. Il suit une variation selon le gradient adiabatique sec tant qu'il n'est pas saturé. Puis le changement se fait selon le taux du gradient adiabatique humide (partie gauche de l'image) et il y aura formation de nuages. Dans ces deux cas, si le taux de variation de la température de la masse d'air soulevée devient plus grand que celui de l'environnement, l'air soulevé devient instable.

Effet de Foehn où l'air est soulevé par le vent au-dessus d'un obstacle. Le taux de décroissance de la température est celui de l'adiabatique sèche (environ -10C/km) jusqu'au niveau de saturation puis celui adiabatique humide jusqu'au sommet de l'obstacle (variable avec la pression mais de moyenne de -6C/km). Image Pierre cb (domaine public)

En aval de l'obstacle, il peut se former une onde de gravité atmosphérique. Si l'environnement est stable, la masse d'air redescendra du côté aval de l'obstacle et entrera en oscillation autour d'une hauteur égale ou inférieure au sommet de celui-ci. Par contre, si l'air est instable, l'air continuera de s'élever, avec ou sans oscillation. En gagnant de l'altitude, la masse d'air prend de l'expansion et se refroidit par détente adiabatique. Ce refroidissement entraîne une augmentation de l'humidité relative et peut atteindre la saturation. Si cela se produit, on voit l'apparition de nuages ou de précipitations tant en amont du sommet de l'obstacle, qu'en aval de celui dans les régions de maxima de l'onde.

Le type de nuage près ou en amont de d'obstacle variera selon la stabilité de l'air et de son contenu en vapeur d'eau :

Air stable

• brouillard orographique, lorsque l'air est déjà près de la saturation à la base de l'obstacle et que les vents sont assez faibles ;
  
• nuage stratiforme qui peut donner un nuage en bannière en aval de l'obstacle s'il en dépasse le sommet. Le Cervin est très connu pour produire de genre de nuage ;
  

Air instable

• cumulus ;
  
• cumulonimbus.
  

Nuage en bannière en aval du mont Cervin dans le cas d'un atmosphère stable Photo : Zacharie Grossen / GNU Free Documentation License version 1.2





Wikipedia avril 2013

Les nuages d'onde se forment sur les crêtes de l'onde orographique. Il peut exister des ondes à plusieurs altitudes si l'air est suffisamment humide et que le sommet des montagnes est variable. Trois types de nuages sont généralement associés à ce phénomène :

Nuage de sommet observé en Alaska (un sommet de la montagne pointue avec nuage formé par soulèvement orographique de l'air. Une vue du canal Lynn) Photo : Commandant John Bortniak NOAA (domaine public)

• nuage lenticulaire, un nuage stationnaire au sommet en aval de l'obstacle et qui prend la forme d'un soucoupe ou d'une lentille. Ce genre de nuage prend un axe perpendiculaire à la direction du vent ;
  

Nuage lenticulaire surplombant le mont Washington, New Hampshire, É.-U. (2004) Photo : Lupinelawyer / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

• nuage de sommet en capuchon, un type de lenticulaire dont la base est sous le sommet de l'obstacle et forme donc un genre de chapeau autour de celui-ci.
  

• Allée de tourbillons de Karman.
  

Une allée de tourbillons de Karman au large de la côte de l'île Rishiri au Japon - Auteur : La Nasa (domaine public).

Lignes parallèles suivant la crête d'une onde orographique dans le sud-est de l'Algérie (le cirque de moul N'ga Dans La Tadrart) - Photo : Pir6mon / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported



Les nuages d'onde se forment à une hauteur égale ou supérieure au sommet des obstacles, à une altitude où la température est sous le point de congélation. À cet endroit, les gouttelettes d'eau provenant de la condensation par soulèvement sont en surfusion et donnent théoriquement des cristaux de glace, selon la physique des nuages, en s'étalant en aval. Cependant, la phase où liquide et solide coexiste assez loin de l'obstacle générateur de l'onde orographique car elle dépend de la présence de noyaux de congélation

Le mécanisme principal de transformation en cristaux est celui de la nucléation homogène en minuscules sphères ou cristaux irréguliers. Les colonnes comptent pour moins de 1 % des cristaux et les plaques sont pratiquement absentes.

Les nuages et brouillards orographiques sont responsables d'une grande partie des précipitations à travers le monde du côté au vent des montagnes. Ainsi, les forêts humides de la côte ouest de l'Amérique du nord et des contreforts de l’Himalaya sont soutenues par les pluies abondantes provenant des nuages orographiques. Par contre, en aval des montagnes, les nuages d'onde ne produisent généralement pas de pluie, seulement de la virga donnant une zone d'ombre pluviométrique. L'évaporation sous interfère avec l'onde génératrice pour donner un rotor, soit un vortex turbulent.






WIKIPEDIA avril 2013

Un pied-de-vent est un acadianisme du Québec désignant les rayons du soleil qui passent entre les nuages vus à contre-jour, rayons qu'on perçoit alors comme un faisceau lumineux dans le ciel ou comme une «douche de lumière». Le plus souvent, ces faisceaux lumineux partent des nuages et descendent jusqu'à la mer ou l'horizon, avec un angle apparent variable, mais ils peuvent aussi monter au ciel lorsque le soleil est très bas.

Pieds-de-vent AVEC L'Île d'Entrée(1) en arrière plan (Photo prise depuis L'Île du Cap-aux-Meules. - Photo : Matthieu Deute / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported

Selon le folklore, l'apparition de pieds-de-vent annoncerait généralement des vents forts, bien qu'aucune étude météorologique ne semble exister pour confirmer cette prévision. On disait dans la culture orale au Québec : «Lorsqu'on voit un pied-de-vent, c'est que le bon Dieu descend sur Terre » Le terme est utilisé aussi en anglais, en raison peut-être de l'absence d'un autre mot décrivant le phénomène.
Ce phénomène atmosphérique fréquemment observable aux Îles de la Madeleine a inspiré le nom d'une fromagerie locale qui en a aussi fait le nom de son fromage vedette, le « Pied-De-Vent ».


(1) L'île d'Entrée est la seule île habitée de l'archipel québécois des Îles de la Madeleine qui n’est pas reliée par voie terrestre au reste de l'archipel. Elle tire son nom de sa position géographique par rapport aux autres îles, car elle est située à l’entrée de laBaie de Plaisance...


WIKIPEDIA avril 2013

Le contenu en eau liquide d'un nuage est la quantité d'eau sous forme liquide par volume (g/m3) ou masse d'air (g/kg). Cette variable est de première importance puisqu'elle est reliée à d'autres propriétés microphysiques des nuages telles que le rayon des gouttes de nuages, le nombre de gouttes d'eau dans le nuage ou encore ladistribution en taille des gouttes de nuages et de pluie (granulométrie), aussi appelée spectre en taille. Cela permet de déterminer les formations nuageuses qui ont une bonne probabilité d'apparaître, ce qui est utile pour les prévisions météorologiques comme pour prévoir le développement des cumulonimbus responsables des orages et des fortes pluies.

À chaque type de nuage est associé un contenu en eau liquide|/b] ; leur classification la prend en compte. Le contenu en eau liquide est par ailleurs le troisième moment de la distribution en taille des gouttes d'eau. Par exemple, lors d'une mesure avec un radar météorologique, le signal radar est directement relié au spectre en taille des hydrométéores (pluie, neige, grêle....) contenus dans les nuages. Ä partir de cette distribution, on peut retrouver certains paramètres, dont le contenu en eau liquide. Pour une distribution standard, comme celle de Khrgian et Mazin (1963) :



Où est la densité volumique de l'eau liquide, le rayon des gouttes d'eau, le rayon moyen, est le paramètre des diamètres et le contenu en eau liquide

Les nuages qui ont une très faible densité, comme les cirrus, contiennent très peu d'eau liquide puisque ce sont des nuages de glace situés à haute altitude. Contrairement aux cirrus, les cumulonimbus sont des nuages à contenus en eau liquide très élevés (Thompson, 2007).

Type de nuage
cirrus	0,03
brouillard	0,05
stratus	0,25-0,30
cumulus	0,25-0,30
stratocumulus	0,45
cumulonimbus	1,0-3,0

Bien d'autres relations très pratiques existent pour déterminer le contenu en eau liquide. [b]L'une des variables les plus utiles reliées au contenu en eau liquide est la concentration en gouttes d'eau d'un nuage.

La concentration en gouttes d'eau d'un nuage est le nombre de gouttes d'eau par volume, généralement exprimé en centimètre cube (Wallace, 2006). La formule est la suivante :

Où N est le nombre total de gouttes d'eau dans le volume V de nuage. Pour convertir ceci en contenu en eau liquide :



Avec m_l la masse d'eau contenu dans une parcelle d'air.








WIKIPEDIA avril 2013

L’apparition d’un nouveau type de nuage dans le bestiaire météorologique est un fait rarissime : l’asperatus est une formation nuageuse impressionnante.


Un nuage désigné comme aspertus à Cedar Rapids, aux Etats-Unis (Jane Wiggins/Cloud Appreciation Society)


D’étranges formes de nuages ont récemment fait leur apparition au-dessus de la Grande-Bretagne et de la Nouvelle-Zélande, mais aussi en quelques autres endroits du globe. Particulièrement tourmentés et opaques, ils ressemblent à une mer agitée vue par en dessous et assombrissent considérablement le paysage, donnant l’impression d’annoncer une violente tempête. Pourtant, ils finissent toujours par se dissiper sans rien produire de particulièrement fâcheux.





Ces nuages sont apparus sur des photos transmises régulièrement par les membres de la Cloud Appreciation Society. «Nous avons essayé d’identifier et de classer toutes les images de nuages que nous avons, mais il y en avait qui n’allaient dans aucune des catégories, j’ai donc commencé à penser que cela pouvait être un type unique de nuage», raconte Gavin Pretor-Pinney, le fondateur de l’association.


Les scientifiques de la RMS (Royal Meteorological Society) estiment que ce nuage devrait être classé dans sa propre catégorie, et ont décidé de le nommer asperatus, mot signifiant [i]brutal en latin[/i]. La proposition a été soumise officiellement à l’organisation météorologique mondiale à Genève. Si elle est acceptée, asperatus prendra définitivement sa place dans l’Atlas international des Nuages, un évènement qui ne s'est plus produit depuis plus d’un demi-siècle.

A priori, il ne semble pas qu'une suite favorable ait été donnée à l'appellation d'asperatus par l'OMM (Office Mondial de la Métérologie basé à Genève). Après recherches voici ce que j'ai pu trouver :

Ce que montrent les clichés ne permet pas du tout de parler d’un «nouveau nuage », comme l'onf ait certains en publiant des informations relatives à ces formations nuageuses étonnantes.
Pas de «nouveau nuage», donc, selon les experts que RUE 89 a contactés. A la rigueur, une « particularité » de nuage. Les formes remarquées correspondraient à une perturbation, certes exceptionnelle, mais qui pourrait transformer l’apparence de n’importe quel nuage, sous certaines conditions.
Pour attester scientifiquement de la nouvelle particularité, il faudrait connaître l’altitude moyenne, le taux moyen d’humidité, l’apparence et encore d’autres principes classificatoires . Et élucider mieux les nouvelles causes météorologiques de la particularité.


Nuage désigné comme «aspertus» à Hanmer Springs, Nouvelle-Zélande (Merrick Davies/Cloud Appreciation Society).

Un type de particularité déjà existant pourrait accueillir celle-ci, comme le montre Jean-Pierre Chalon en commentant de la photo ci-dessus :

«A vue d’oeil, ce nuage pourrait être classé dans le genre altocumulus (en moyenne altitude, avec une allure un peu empaquée) ou altostratus. De telles ondulations le rapportent aux variétés “undulatus” ou “lanticularis”. Le fait qu’il ait ce genre de mamelles le rapporte à la particularité appelée “mamma”. Mais s’appuyer sur ce genre de photographies est insuffisant et ne relève pas de la démarche scientifique : il faudrait élucider les conditions photographiques, les conditons météorologiques (pour bien comprendre la physique en contexte), la stabilité de l’atmosphère, et plus généralement, si l’on a fréquemment ces formes dans les nuages.»

La «nouveauté» pourrait entrer dans la classification actuelle, sans la modifier.

On ne peut pas s’appuyer sur des photos : C’est ce qu’explique Vincent Cassé, directeur du laboratoire de météorologie dynamique (LMD), lors de son explication de la démarche de recherche météorologique :




Nuage désigné comme asperatus en Nouvelle-Zélande (Tanis Danielson/Cloud Appreciation Society).

«A ma connaissance, il n’y pas eu de parution d’article scientifique à ce sujet. Les photos peuvent montrer des nuages très esthétiques, des formes bizarres, mais y a t-il dans sa dynamique quelque chose de singulier ? Les quelques photos qui circulent ont certainement été retouchées pour les contrastes, mais les formes pourraient être réelles. Ces nuages seraient associés à des mouvements d’air importants, mais ne permettraient pas de caractériser leur taille, leur ampleur ni leur durée dans le temps. De plus, du point de vue de la recherche, ce n’est pas tant la forme que le contenu du nuage, en eau ou en glace, qui peut importer, la forme n’étant pas importante dans la modélisation météorologique et la météorologie opérationnelle.»


Pour lancer un programme de recherche, il faudrait que les formes se reproduisent plus régulièrement. Alors peut-être le LMD lancerait-il une campagne avec des instruments de mesure depuis la Terre et en avion.

La Royal Meteorogical Society annonce sur son site que «s’il devient évident qu’il faut soutenir un nouveau type de nuage, la société assistera Gavin ».



FUTURA SCIENCES juin 2009 - RUE 89 août 2009[/color][/color]

Le mamma (ou mammatus) désigne le phénomène qui se forme parfois à la base de certains nuages. Ressemblant à de petites poches sphériques accrochés au ciel, il se produit dans des conditions très particulières.

Cirrus, stratocumulus, cumulonimbus,... Ce n'est plus un secret (si vous avez lu les informations précentes), les nuages peuvent emprunter une grande variété de formes. Il existe actuellement 10 genres de nuages répertoriés mais ces derniers peuvent présenter des structures intérieures, des variétés et des caractéristiques différentes, accentuant encore la variété. Certaines formes sont toutefois bien plus impressionnantes que d'autres.

C'est notamment le cas des nuages mamma (ou mammatus). Leur nom est dérivé du latin mamma qui désigne les mamelles ou les seins. Et en observant les nuages on comprend pourquoi. En effet, les mammas apparaissent sous la forme de petites poches sphériques semblant attachées à la base d'un nuage. Généralement, ils adoptent une couleur bleu-gris semblable au nuage mais ils peuvent aussi être de couleurs plus frappantes.




C'est ce qu'il s'est produit en juillet 2013 dans le ciel de la ville d'Iron Mountain aux Etats-Unis : les mammas sont apparus orange, donnant un aspect totalement irréel au ciel. D'un nuage à l'autre, les lobes peuvent être lisses ou irréguliers, opaques ou transparents. Ils apparaissent généralement par groupe mais les lobes peuvent être plus ou moins nombreux. Ils peuvent sembler bien rangés sur une même ligne ou alors plus dispersés. De même, les poches peuvent avoir ou non la même taille. En moyenne, leur diamètre varie de 0,5 à 3 km. Mais tout va dépendre des conditions.

 Vidéo de nuages ​​mammatus dans le ciel de Regina dans la région de Saskatchewan (Canada). Après un avertissement de tornade et une tempête de pluie... bb3o6 26//2012

En vérité, le mot mamma ne correspond pas à un type particulier de nuages, seulement à une caractéristique qui peut apparaitre si certaines conditions sont réunies. Aussi, le phénomène peut se produire à la base de différents genres de nuages. Le plus souvent, il est associé à un cumulonimbus mais il peut aussi apparaitre sous un stratocumulus, un altocumulus, un altostratus ou encore un cirrus.

 Ici dans le ciel de Lexington au Nebraska. StormChasingVideo 30/5/2011


Comme l'expliquent les météorologues, l'apparition des poches aurait lieu lorsque la partie instable d'un nuage survole une couche d'air très sec. Comme ils sont plus denses que l'air environnant, les gouttelettes et cristaux de glace contenus dans le nuage descendraient vers la base de la structure, tout en s'évaporant, refroidissant l'air. Mais cela ne serait pas uniforme, certaines régions finiraient donc par être plus humides et moins froides que d'autres, et auraient tendance à continuer de descendre, déstabilisant la base du nuage.

 Dans le ciel de Norman (Oklahoma) James G. LaDue 23/4/2011

A cause des mouvements convectifs créés, des poches de gouttelettes et/ou de cristaux de glace apparaitraient alors donnant l'aspect si caractéristique des mammas. Toutefois, ces structures restent très énigmatiques. En effet, des observations ont permis aux météorologues de mettre en évidence le processus décrit ci-dessus mais cela ne permet pas d'expliquer pourquoi l'apparition, la localisation et l'aspect des mammas sont aussi variables. A l'heure actuelle, on ignore donc les mécanismes exacts mis en jeu.

Aux Etats-Unis, les nuages mamma sont régulièrement observés en particulier dans les états du centre et de l'est du pays au cours des mois chauds de l'année. Certains pensent encore qu'ils sont annonciateurs de l'arrivée d'un orage violent, ceci à cause de leur association fréquente avec les cumulonimbus, synonymes de fortes averses, d'orages voire de tornades. Toutefois, la formation des mammas n'a rien à voir avec celles des précipitations ou d'autres phénomènes violents. En outre, ils sont observés aussi dans des contextes non orageux. Leur présence ne signifierait donc pas qu'il va y avoir du mauvais temps, selon les météorologues.

 Dans le ciel du Nebraska, au coucher du soleil. Storm Focus 15/6/2010

En revanche, ces derniers conseillent vivement aux pilotes d'avion de ne pas s'approcher des mammas qui peuvent présenter un risque important du fait de leur caractère très instable et des mouvements de convection qui y règnent. Généralement, une poche peut se maintenir pendant environ 10 minutes mais l'ensemble peut durer 15 minutes comme plusieurs heures. De quoi offrir un spectacle magnifique à ces observateurs, en particulier quand les mammas se teintent d'orange, éclairés par les rayons du soleil. "C'est la chose la plus folle que j'ai jamais vu au-dessus de ma tête", avait témoigné un habitant d'Iron Mountain en juillet 2013 après avoir aperçu le phénomène.

 Vidéo montrant des nuages type cirrus et mammatus dans le ciel de João Pessoa, Paraíba, le 24 Octobre 2013. Diego Rhamon 5/1/2014


Maxisciences 15/1/2014

Ci-dessous, les différents types de nuages et l'étage où, généralement, ils se forment. Pour en savoir plus sur ces nuages, cliquez sur leur nom. Quand il y a différenciation entre Genre et espèce, la première ligne correspond au genre, la seconde à l'espèce.

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Lieu de formation	Genre / Espèce	Type de nuages
Sol	-----	Brouillard · Brume · Brume sèche
Étage inférieur	Genre Espèce	Cumulus · Stratus · Stratocumulus Cumulus · Stratus · StratocumulusCumulus castellanus (officieux) · Cumulus humilis · Cumulus mediocris · Stratocumulus castellanus  · Stratocumulus lenticularis · Stratocumulus vesperalis (ancien nom) · Stratocumulus stratiformis · Pyrocumulus
Étage moyen	Genre Espèce	Altocumulus · Altostratus Altocumulus castellanus · Altocumulus floccus + Altocumulus lenticularis  · Altocumulus stratiformis
Étage supérieur	Genre Espèce	Cirrus · Cirrocumulus · Cirrostratus Cirrus castellanus · Cirrus et cirrostratus fibratus · Cirrus Kelvin-Helmholtz  · Cirrus spissatus · Cirrus uncinus · Cirrocumulus castellanus · Cirrocumulus floccus ·Cirrocumulus lenticularis · Cirrocumulus stratiformis
Étage stratosphérique	Genre	Nuage nacré
Étage mésophérique	Genre	Nuage noctulescent
À extension verticale	-----	Altocumulonimbus (officieux) · Cumulonimbus · Cumulonimbus calvus · Cumulonimbus capillatus  · Cumulonimbus tholus (officieux) · Cumulus bourgeonnant · Nimbostratus · Pyrocumulonimbus
Espèces de nuages	-----	Calvus · Capillatus · Castellanus · Congestus · Fibratus · Floccus · Fractus · Humilis  · Lenticularis · Mediocris · Nebulosus · Spissatus · Stratiformis · Uncinus
Variétés de nuages	-----	Duplicatus · Intortus · Lacunosus · Opacus · Perlucidus  · Radiatus · Translucidus · Undulatus · Vertebratus
Nuages annexes et autres notions	-----	Arcus · Asperatus (officieux) · Base d'un nuage · Entonnoir nuageux · Incus · Mamma · Nuage de condensation (par décompression soudaine)  · Nuage en bannière · Nuage iridescent ·Mur de foehn · Nuage-mur (Wall cloud) · Pannus · Pileus · Sommet d'un nuage · Sommet protubérant  · Tour convective · Traînée de condensation · Tornade · Velum · Virga

Wikipedia 21/9/2015