Les nuages

Depuis 1896, il existe un Atlas International des Nuages qui a été plusieurs fois remis à jour et qui est disponible auprès de l' Organisation Météorologique Mondiale. Les nuages y sont classés en fonction de leur hauteur (hauteur de leur base), de leur apparence (stratiforme, cumuliforme), et de leur développement vertical, en quatre groupes: les nuages élevés, les nuages moyens, les nuages bas, et les nuages à développement vertical. L'aspect visuel de ces familles de nuages est illustré par la figure ci-après.

Illustration des différents types de nuage [16]

A l'intérieur de chacune de ces familles, les nuages sont classés en fonction de leur forme. Par exemple les cumulus peuvent être qualifiés de fractus, humilis, mediocris, ou congestus, en fonction de leur développement vertical. On trouvera le détail de tous les qualificatifs dans l'ouvrage de Jean-Pierre Chalon (Combien pèse un nuage ?, EDP Sciences, 2002) ou sur de nombreux sites comme par exemple www.meteo.fr et www.wolkenatlas.de.

Les règles présentées ci-après sont pour la plupart empiriques et sont basées sur les observations. On distingue tout d'abord le cas des couches initialement saturées puis ensuite le cas des couches non saturées. Bien que présentée, la règle du sommet moyen est globalement invérifiable (Météo France).
Couches saturées stables
On observe dans ce cas des nuages en couches de type stratiforme (STF). La base et le sommet des nuages correspondent à la base et au sommet de la couche saturée (voir figure ci-dessous). Suivant l'altitude et l'épaisseur on distingue de bas en haut les nuages suivants: ltratus, nimbostratus, altostratus, et cirrostratus.

Nuage stratiforme certain d'une couche saturée stable [17]

Couches saturées instables
L'instabilité provoque la formation de nuages à développement vertical de type cumuliforme (CUF). La base des nuages correspond à la base de la couche saturée (voir figure ci-après). Le sommet moyen correspond à la base de la première couche rencontrée à l'intérieur de laquelle la courbe d'état est inclinée à droite des pseudo adiabatiques.
En pratique, une particule montante est freinée par l'air stable situé au-dessus et qui s'oppose à son mouvement. Le sommet maximum correspond au niveau où la pseudo adiabatique issue de la base du nuage (point de condensation) rencontre la courbe d'état du sondage. Il dépasse rarement ce niveau, l'énergie accumulée durant l'ascension (CAPE) étant en partie dissipée par frottement. Au-delà, la particule est plus froide que l'air environnant. Suivant l'altitude et l'épaisseur on distingue de bas en haut les nuages suivants: cumulus, cumulonimbus, stratocumulus, et Altocumulus.

Nuages cumuliformes certains d'une couche saturée instable [18]

Couches non saturées stables (SA,ICL)
Ces couches sont en général dépourvues de nuages. Certaines couches nuageuses peuvent ne pas apparaître saturées lors du sondage. Dans ce cas, on observe une simple augmentation de l'humidité relative H à leur niveau (couches minces, discontinues, ou très élevées).
Couches non saturées instables (IA,ICS)
On observe des nuages à développement vertical de type cumuliforme (CUF). Leur formation est certaine si la couche est en instabilité absolue (IA) et si le point de condensation CB figurant la base des nuages est situé à droite de la courbe d'état (voir figure ci-dessous). La base des nuages correspond au niveau de condensation CB des particules issues de la base. Comme dans le cas des couches saturées instables, le sommet moyen correspond à la base de la première couche rencontrée à l'intérieur de laquelle la courbe d'état est inclinée à droite des pseudo adiabatiques. Le sommet maximum correspond également au niveau où la pseudo adiabatique issue de la base du nuage (point de condensation) rencontre la courbe d'état du sondage.

Nuages cumuliformes certains d'une couche non saturée instable

(IA avec point de condensation à droite de la courbe d'état) [19]

D'autre part, la formation des nuages cumuliformes n'est que probable si la couche est en instabilité absolue (IA) et si le point de condensation CB figurant la base des nuages est situé à gauche de la courbe d'état, ou si la couche est en instabilité convective sélective (ICS). Ces deux cas sont illustrés par les deux figures ci-après. Dans ces cas, la base des nuages et le sommet moyen sont définis comme précédemment, par contre la règle du sommet maximum ne s'applique pas.

Nuages cumuliformes probables d'une couche non saturée instable

(IA avec point de condensation à gauche de la courbe d'état) [20]

Nuages cumuliformes probables d'une couche non saturée instable (ICS) [21]

exemple Exemple

Exemple de détermination des nuages [22]

Crédits


[16] Météo France
[17] [18] [19] [20] [21] [22] Sylvain Coquillat