Formation d'un nuage
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Un nuage est formé d'un ensemble de gouttelettes d'eau ou de cristaux de glace en suspension dans l'air. Un nuage se forme grâce à un processus appelé condensation. La formation d'un nuage nécessite trois éléments principaux : de l'humidité, des particules en suspension dans l'air et des conditions de refroidissement.
Tout d'abord, il doit y avoir suffisamment d'humidité dans l'air. L'humidité provient de l'évaporation de l'eau, qu'elle soit issue des océans, des lacs, des rivières ou des sols humides. Cette évaporation se produit grâce à l'énergie solaire qui chauffe la surface de la Terre.
Ensuite, il faut des particules en suspension dans l'air appelées aérosols. Les aérosols peuvent être des poussières, des pollens, de la fumée ou même des particules provenant de la pollution. Ces particules servent de noyaux de condensation pour que la vapeur d'eau puisse se condenser autour d'elles.
Enfin, les conditions de refroidissement jouent un rôle crucial. Lorsque l'air chaud et humide monte dans l'atmosphère, il se refroidit en raison de la diminution de la pression atmosphérique. À mesure que l'air se refroidit, la capacité de l'air à retenir l'humidité diminue et la vapeur d'eau se condense autour des aérosols, formant de minuscules gouttelettes d'eau ou des cristaux de glace, selon la température.
Ces gouttelettes d'eau ou cristaux de glace continuent de se condenser et de se regrouper, formant ainsi des nuages visibles à l'œil nu. La taille, la forme et l'apparence des nuages dépendent de plusieurs facteurs tels que l'altitude, la température, l'humidité et les mouvements de l'air. Il existe différents types de nuages, tels que les cumulus, les stratus et les cirrus, qui se forment dans des conditions atmosphériques spécifiques.
Les mécanismes de refroidissement
Le refroidissement est provoqué soit par contact avec une surface plus froide, soit le plus souvent selon le processus : Soulèvement > Détente > Refroidissement
Convection
Le réchauffement du sol se communique à l'air, qui dilaté donc plus léger, se met à monter et se refroidit par détente. Les nuages de convection apparaissent d'autant plus facilement qu'il y a de l'air froid en altitude (masse d'air instable). Les bases de tels nuages sont horizontales, leurs sommets évoluent en fonction de la température. Ils sont fréquents l'été sur terre, l'hiver sur mer.
Soulèvement orographique
Le relief oblige la masse d'air à s'élever sur sa face au vent. La masse d'air s'élevant, sa température s'abaisse et peut atteindre le seuil de saturation. Un nuage se forme alors sur le versant au vent et se dissipe sur le versant sous le vent.
Soulèvement frontal
Dans une perturbation en mouvement, l'air chaud est soulevé à l'avant par la masse d'air froid antérieur (front chaud). L'air froid postérieur rejette l'air chaud en altitude (front froid). Le long des fronts se forment les nuages.
Refroidissement par la base
Ce mécanisme conduit à la formation de nuages bas ou brouillard. Il est fréquent l'hiver à l'approche d'une masse d'air doux et humide venant de l'Atlantique. On l'observe l'été en mer lorsque de l'air relativement doux arrive sur des eaux froides.
