Météorologie élémentaire

Météorologie élémentaire

Les nuages (I)

Un nuage est un ensemble visible de minuscules particules d'eau liquide ou de glace, ou les deux à la fois, en suspension dans l'atmosphère.

Comment se forme un nuage ? L'air chaud composé de vapeur d'eau ayant tendance à monter, sous l'action du froid, parvenue au niveau de condensation de la masse d'air, cette vapeur se condense et devient visible. Un nuage se forme. Cet ensemble peut contenir des particules d'eau liquide ou de glace de différentes dimensions, des particules liquides non aqueuses ou des particules solides, provenant par exemple de vapeurs industrielles, de fumées ou de poussières.

Sous leur poids ces particules ont tendance à tomber mais étant très légères en début de cycle, les frottements de l'air s'opposent à leur chute, si bien que le nuage semble rester en suspension dans l'air bien qu'en réalité les gouttelettes tombent à raison de quelques cm par seconde. Lorsque les gouttelettes grossissent, passé un certain poids elles se transforment en véritable pluie notamment dont la vitesse de chute peut centupler si les vents sont forts.

Classification des nuages

Pourquoi les nuages sont-ils si différents en aspect et en couleurs ? L'aspect d'un nuage dépend essentiellement de la nature, des dimensions, du nombre et de la répartition dans l'espace des particules dont il est constitué; il dépend aussi de l'intensité et de la couleur de la lumière qui l'éclaire (diffusion de Mie), ainsi que des positions relatives de l'observateur et de la source de lumière par rapport au nuage.

La diffusion de Mie
Pourquoi les nuages sont-ils blancs ? Leur formation est liée au déplacement des masses d'air stables ou instables jusqu'à un niveau supérieur à leur niveau de condensation, altitude où ils deviennent visibles. Les particules individuelles dont ils sont constitués sont nettement plus grandes que la longueur d'onde de la lumière rouge (650 nm).

C'est la diffusion de Mie cette fois qui explique la couleur laiteuse des nuages : la diffusion s'applique de la même manière à toutes les longueurs d'ondes. La lumière rouge est donc autant diffusée que la lumière bleue. Ensuite toutes les couleurs sont elles-mêmes rétrodiffusées. Globalement, les nuages ont la même couleur que celle de la lumière solaire qui les frappe (un effet similaire se produit à la surface du lait).

Les nuages peuvent devenir gris, jaunes ou oranges en raison des impuretés présentes dans l'atmosphère à l'occasion de fortes instabilités (orages) ou suite à la diffusion accentuée de la lumière solaire à l'aube ou au crépuscule.

Les nuages sont en perpétuelle évolution et se présentent, par conséquent, sous une infinie variété de formes. Il est possible, cependant de regrouper les nuages en quelques familles présentant des similitudes et des caractéristiques communes que l'on observe fréquemment.

La classification des nuages utilisée aujourd'hui est essentiellement basée sur l'existence de dix groupes principaux, appelés "genres" qui s'excluent mutuellement. Selon la nomenclature approuvée par l'OMM en 1956, les différents types de nuages sont répartis dans les dix genres suivants :

Genres
Cirrus (Ci)	Nuages détachés sous forme de délicats filaments blancs composés de bancs ou d'étroites bandes blanches ou en majeure partie blanche. Ces nuages ont un aspect fibreux (chevelu), un éclat soyeux ou les deux
Cirrocumulus (Cc)	Banc, nappe ou couche mince de nuages blancs sans ombre propre composés de très petits éléments en forme de granules, de rides, etc., soudés ou non et disposés plus ou moins régulièrement; la plupart des éléments ont une largeur apparente de moins d'un doigt tenu à longueur de bras
Cirrostratus (Cs)	Voile nuageux transparent et blanchâtre, d'aspect fibreux (chevelu) ou lisse, couvrant le ciel en totalité ou en partie et donnant le plus généralement lieu à des phénomènes de halo
Altocumulus (Ac)	Banc, nappe ou couche de nuages blancs et gris ayant généralement des ombres propres et composés de lamelles, de galets, de rouleaux, etc., d'aspect parfois partiellement fibreux ou flou, soudés ou non. La plupart des petits éléments ont une largeur apparente comprise entre un et trois doigts tenus à longueur de bras
Altostratus (As)	Nappe ou couche nuageuse grisâtre ou bleuâtre, d'aspect strié, fibreux ou en uniforme couvrant entièrement ou partiellement le ciel et présentant des parties suffisamment minces pour laisser transparaître le Soleil, du moins vaguement, comme au travers d'un verre dépoli. Il ne présente pas de phénomène de halo
Nimbostratus (Ns)	Couche nuageuse grise, souvent foncée dont l'aspect est rendu flou par des chutes de pluie plus ou moins continues, qui, dans la plupart des cas atteignent le sol. Il masque complètement le Soleil sur toute son étendue. Sous sa base on retrouve fréquemment des nuages bas, déchiquetés, soudés ou non avec elle ainsi que des précipitations
Stratocumulus (Sc)	Banc, nappe ou couche de nuages gris ou blanchâtre, ou les deux à la fois, ayant presque toujours des parties foncées, formées de dalles, de galets, de rouleux, etc., d'aspect non fibreux, soudés ou non; la plupart des petits éléments de forme régulière ont une largeur apparente de plus de trois doigts tenus à longueur de bras
Stratus (St)	Couche nuageuse, généralement grise, à base assez uniforme pouvant donner lieu à de la bruine, des cristaux de glace ou de la neige en grains. Lorsque le soleil est visible à travers ces nuages, on distingue facilement son contour. Il se présente parfois en bandes déchiquetées
Cumulus (Cu)	Nuages détachés, normalement denses et aux contours bien délimités, se développant verticalement sous forme de mamelons, de dômes et de tours, dont la partie supérieure bourgeonnante a souvent l'aspect d'un chou-fleurs. Les parties du nuage éclairées par le soleil sont d'un blanc éclatant; la base est relativement foncée et horizontale
Cumulonimbus (Cb)	Nuage dense à extension verticale considérable en forme de montage ou de tour immense. Sa partie supérieure est presque toujours aplatie; celle-ci prend la forme d'une enclume ou d'un panache. Sous sa base, souvent très foncée, on retrouve fréquemment des nuages bas déchiquetés, soudés ou non avec elle ainsi que des précipitations

Pour préciser la nature de ces nuages, les genres ont été divisés en 14 espèces désignées par un terme latin, par exemple cirrus spissatus, cirrocumulus floccus, stratocumulus lenticularis, cumulonimbus capillatus, cumulus humilis, etc. Ces espèces constituent autant de catégories distinctes. Les espèces ne s'appliquent pas indifféremment à n'importe quel type de nuage; certaines sont propres aux cirrus, d'autres aux cumulus ou encore aux cumulonimbus.

Espèces
Nom	Abréviation	Description
fibratus	fib	fibreux : cirrus détachés ou en un voile fin consistant en filaments presque rectilignes ou plus ou moins irrégulièrement recourbés ne se terminant pas en crochet ou en touffes. Nuages concernés :cirrus, cirrostratus.
uncinus	unc	en forme de crochet : cirrus en forme de virgule se terminant, dans sa partie supérieure, en un crochet ou une touffe et dont l'extrémité supérieure n'est pas en forme de protubérance arrondie. Nuage concerné : cirrus.
spissatus	spi	épais : cirrus suffisamment épais pour être gris lorsqu'il est observé près du Soleil. Nuage concerné : cirrus
castellanus	cas	en forme de tour, de château : nuages qui présentent dans leur partie supérieure des protubérances en forme de tours et qui leur donnent une apparence crénelées. Les tours sont issues de la même base et arrangées en ligne. Nuages concernés : Cirrus, cirrocumulus, altocumulus, stratocumulus.
floccus	flo	floconneux : chaque nuage est une touffe d'apparence cumuliforme dont la base est plus ou moins déchiquetée et qui s'accompagne souvent de virga. Une extrémité est plus large et dense. Nuages concernés : cirrus, cirrocumulus, altocumulus
stratiformis	str	en nappes, stratifié : les nuages s'étendent en une vaste nappe ou couche horizontale. Nuages concernés : stratocumulus, altocumulus, cirrocumulus
nebulosus	neb	nébuleux, flou : nuages en forme de voile ou couche, sans détail distinct. Nuages concernés : stratus, cirrostratus
lenticularis	len	lenticulaire : nuages en forme de lentilles ou d'amandes, souvent allongés et avec un pourtour bien défini, parfois irisé. Nuages concernés : stratocumulus, altocumulus, cirrocumulus
fractus	fra	fragment : nuages en forme de lambeaux irréguliers ayant une apparence nettement déchiquetée. Nuages concernés : stratus, cumulus
humilis	hum	faible : cumulus de faible extension verticale, plat, plus long que haut. Nuage concerné : cumulus
mediocris	med	Moyen : cumulus d'extension verticale moyenne et dont le sommet montre de petites protubérances. Il est légèrement plus haut que large. Nuage concerné : cumulus
congestus	con	puissant : cumulus bourgeonnant présentant une grande extension verticale et dont la partie supérieure ressemble à un choux-fleur; instabilité marquée. Nuage concerné : cumulus
calvus	cal	dénudé : cumulonimbus dont les protubérances du sommet commencent à perdre leur apparence cumuliforme mais dans lequel on ne peut plus distinguer de parties cirriformes; le sommet est souvent "lisse comme un crâne" ou enveloppé d'une nappe uniformément lisse. Nuage concerné : cumulonimbus
capillatus	cap	chevelu : cumulonimbus présentant dans sa partie supérieure des zones cirriformes fibreuses ou striées, souvent en forme d'enclume, de panache ou d'une vaste masse de "cheveux" plus ou moins désordonnée. Ce phénomène apparaît généralement en fin de vie d'une cellule orageuse. Nuage concerné : cumulonimbus

Ces espèces sont elles-mêmes divisées en 8 variétés qui décrivent leur aspect visuel : undulatus, radiatus, perlucidus, etc.

On attribue également une forme caractéristique à certaines variétés de nuages en fonction des phénomènes annexes qui leur sont associés : virga, mamma, pannus, etc. La plupart de ces désignations sont associées à des nuages de pluie ou d'orage dont la base accuse des phénomènes très inhabituels lorsqu'elle descend tout près du sol en réaction à des effets orographiques, à des effets de sol, aux rafales, au gradient thermique, etc.

Enfin, le cas échéant, on désigne également le genre de nuages qui leur a donné naissance : cumulonimbogenitus, etc.

Variétés
Nom	Abréviation	Description
intortus	in	tortueux : concerne les cirrus dont les filaments sont irrégulièrement recourbés et, souvent, de façon tortueuse.
vertebratus	ve	aspect d'une colonne vertébrale : concerne principalement des cirrus arrangés en forme de vertèbres, de côtes ou ressemblant au squelette d'un poisson, les filaments s'étendant à partir d'un axe, central ou non, plus dense ou noueux
undulatus	un	ondulé : nuages en forme de vagues et dont les éléments sont parfois séparés, parfois juxtaposés.
radiatus	ra	à structure radiale : nuages en bandes parallèles qui semblent converger vers un point à l'horizon
lacunosus	la	lacunaire : couche ou amas dans lequel on retrouve des orifices circulaires également distribués; ou encore, des amas ressemblant à un rayon à miel (avec des trouées)
duplicatus	du	sur plusieurs couches : nuages en couches ou nappe de dimension horizontale assez étendue distribués sur plusieurs niveaux; ils laissent transparaître le Soleil ou la Lune
translucidus	tr	translucide : nuages en couches peu épaisses laissant transparaître la lumière du Soleil ou de la Lune
perlucidus	pe	perlé : couche ou amas d'assez grande dimension avec des trouées distinctes, mais parfois assez petites, et qui laissent entr'apercevoir le Soleil, la Lune, le ciel ou d'autres nuages
opacus	op	opaque : couche ou amas d'assez grande dimension suffisamment épais pour masquer le Soleil ou la Lune.
Formes caractéristiques
Nom	Abréviation	Description
incus	inc	incurvé, creusé
mamma	mam	renflements, mamelles à la base du nuage
virga	vir	avec précipitations en altitude
praecipitatio	pra	avec précipitations jusqu'au sol
arcus	arc	en forme d'arc, ou concentrique, avec rouleau à extension souvent horizontale
tuba	tub	tubulaire, en forme de colonne verticale ou inclinée
pileus	pil	en forme de chapeau, de hotte
velum	vel	en forme de voile, de dentelle
pannus	pan	morcellé, avec un grand morceau ou un bloc détaché souvent plus bas que la base normale du nuage

Ainsi que nous l'avons dit, les qualificatifs présentés dans ces tableaux ne s'appliquent pas partout et toujours ni à tous les genres de nuages. La plupart se contentent d'une détermination en genre et espèce : cirrus fibratus, cumulonimbus uncinus, stratocumulus stratiformis, etc.

Cette classification permet aux amateurs d'identifier plus facilement les nuages et aux observateurs-météorologistes de compléter leurs rapports d'observations, en particulier le groupe des nuages mentionné dans le groupe 8 du SYNOP.

A consulter : Descriptions des nuages du Groupe 8 (SYNOP)

Altitude des nuages

Si vous avez des difficultés pour identifier un nuage, une solution consiste à essayer de déterminer son altitude par comparaison avec des couches nuageuses situées à d'autres niveaux. En identifiant une couche nuageuse située plus bas ou plus haut, vous aurez plus de facilité pour identifier celle posant problème.

D'un point de vue opérationnel, il est aussi très important de préciser le niveau auquel se situe la base et le sommet des nuages.

La partie de l'atmosphère dans laquelle se présentent habituellement les nuages a été divisée en trois étages :

- supérieur

- moyen

- inférieur

Laissons pour l'instant de côté les nuages nacrés qui évoluent vers 25 et 85 km d'altitude pour une raison qui demeure encore largement inconnue. Nous traiterons ce sujet séparément en 3^eme page.

Les limites des "étages" de l'atmosphère sont fonction de l'altitude; le tableau ci-dessous donne ces limites pour les régions polaires, tempérées et tropicales (3' = 1m).

REGIONS
Etages	Polaires	Tempérées	Tropicales
Supérieur	> 10000'	>16000'	> 20000'
Moyen	6500 - 13000'	6500 - 23000'	6500 - 26000'
Inférieur	< 6500'	< 6500'	< 6500'

Les nuages d'un certain genre se retrouvent le plus fréquemment dans les étages suivants :

- Etage supérieur : cirrus (Ci), cirrocumulus (Cc), cirrostratus (Cs)

- Etage moyen : altocumulus (Ac), altostratus (As)

- Etage inférieur : stratocumulus (Sc), stratus (St)

C'est cette distribution qui a donné leur surnom aux familles de nuages : nuages bas, nuages moyens et nuages élevés.

Il y a 3 exceptions. Le nimbostratus (Ns) est presque invariablement observé au-delà de 2000 m d'altitude (6500'), dans l'étage moyen, mais il déborde généralement dans les deux autres étages lorsqu'il déverse ses précipitations.

Les cumulus (Cu) et cumulonimbus (Cb) ont habituellement leurs bases dans l'étage inférieur, mais sous l'effet d'une forte activité convective ils peuvent présentent une telle extension verticale que leurs sommets atteignent souvent l'étage supérieur.

Maintenant que nous avons classé les nuages en fonction de leur altitude ainsi qu'en différents genres, variétés et formes, nous pouvons également classer certains d'entre eux en fonction du processus physique qui leur donne naissance.

2eme partie

La formation des nuages

Retour à la Météorologie

Page 1 - 2 - 3 -

Back to:

HOME