 | Scoutisme de Baden-Powell | |
Les nuages
Qu'est-ce qu'un nuage ?
Constitution physique des nuages
Le nuage est un milieu hétérogène dans lequel on trouve :
- De l'air sec et de la vapeur d'eau saturante,
- De l'eau liquide à température positive ou négative surfondue,
- Des cristaux de glace associés à l'eau ou seuls,
- Des particules solides : sable, suie, poussières, sel marin, etc.,
- Des particules liquides non aqueuses acides.
Cet ensemble est maintenu en suspension dans l'air par les forces d'agitation permanente au sein même des particules synoptiques ou aérologiques.
1 - Les gouttelettes d'eau
Les gouttelettes d'eau sont formées en atmosphère saturée par condensation de la vapeur d'eau (toujours présente dans l'atmosphère) en présence de particules solides en suspension appelées noyaux de condensation.
Les noyaux de condensation jouent le rôle de catalyseur de condensation et sont de plusieurs origines :
- Minérale : suie volcanique, cristaux de sable,
- Marine : cristaux de sel marin, NaCl, que le vent arrache aux embruns,
- Humaine : combustions industrielles, pollution.
Ils sont de 2 sortes :
- Les gros noyaux :
(diamètre de plusieurs microns, jusqu'à 40 pour les noyaux géants) actifs dès le début de la saturation, très nombreux dans les basses couches où la sursaturation est rare (100 à 1 000/cm3).
- Les petits noyaux :
(diamètre inférieur à 0,2 micron) ou noyaux d'AITKEN (physicien scandinave) actifs uniquement lorsque l'atmosphère se trouve en sursaturation. Les traînées de condensation illustrent bien cet état préexistant. Leur nombre varie entre 1 000 et 10 000/cm3 avec une humidité pouvant atteindre les 150%.
Diamètre des gouttelettes | 2 à 200 microns. |
| Vitesse de chute | Quelques mm/s à 1 cm/s sans agitation. |
| Distance séparant 2 gouttelettes | 1,4 mm; 70 fois leur diamètre en moyenne, |
| Nombre | 300 à 600/m3 environ. |
| Masse | Très faible, proportionnelle au cube du diamètre, |
Teneur en eau des nuages
Nuage stable :
Gouttelettes nombreuses, mais petit diamètre; eau condensée de l'ordre de 0,5 g/kg de nuage;
Nuage instable :
Gouttelettes moins nombreuses, mais diamètre important de 40 microns en moyenne; eau condensée de l'ordre de 5 g/kg de nuage.
2 - Les cristaux de glace
Formés par cristallisation d'une gouttelette d'eau autour d'une particule solide appelée noyau glaçogène pour T<°C. Ces noyaux sont issus de cendres volcaniques, suie ou sable et ont une structure cristalline analogue à la glace.
| Diamètre des cristaux | Légèrement supérieur aux gouttelettes. |
| Vitesse de chute | 1 mm/s sans mouvement ascendant. |
| Distance séparant 2 cristaux | Voisine de celles des gouttelettes. |
| Nombre (variable selon T°C) | -3°C : Apparition de cristaux de glace. |
-12°C : Les cristaux augmentent en nombre (nucléation hétérogène), 1 cristal pour 10 m3 de nuage. | |
-32°C : Augmentation bien marquée, 10 cristaux pour 10 m3 de nuage. | |
-41°C : Augmentation systématique et brutale. |
La surfusion est la présence d'eau à l'état liquide dans un milieu où
elle devrait être à l'état solide. Ce phénomène est prédominant de 0 à -15°C;
il n'existe plus au-delà de -41°C.
La solidification peut se faire de 2 façons :
Nucléation homogène :
La glaciation ou solidification concerne une gouttelette d'eau pure sur un noyau insoluble;
Nucléation hétérogène :
La glaciation concerne une gouttelette d'eau saline sur un noyau soluble (Aitken).
Mis à jour / révisé le 9-12-2008
Signaler une erreur