Les nuages sont le résultat de la condensation de la vapeur d'eau. Ils jouent un rôle important dans les processus de redistribution de l'humidité sur Terre.
Composition des nuages
Selon la composition, ils sont divisés en 3 groupes:
- Eau - entièrement composée de gouttes d'eau (au-dessus de -10 ℃). À des températures inférieures à zéro, les gouttelettes sont surfondues.
- Glace ou cristalline - entièrement composée de cristaux de glace (en dessous de -15 ℃).
- Mixte - un mélange de cristaux de glace et de gouttes d'eau (de -10 à -15 ℃).
Les gouttes d'eau et les cristaux sont appelés éléments nuageux. La taille des gouttes varie considérablement. Ils sont déterminés à l'aide de la méthode de microphotographie (création de photos à fort grossissement).
Lorsque le nuage commence à peine à se former, le diamètre des gouttes qu'il contient varie entre 5 à 50 microns (1 micron = 0,001 mm). Au stade du développement des nuages, les gouttelettes deviennent plus grosses - de 50 à 200 microns de diamètre. Ils commencent à tomber petit à petit, alors qu'en météorologie on parle de pluie fine - bruine. À l'avenir, les gouttes peuvent être transformées en gouttes de pluie d'un diamètre de 500 à 5000 microns.
Fait intéressant: les nuages semblent légers et "aérés", mais en réalité le poids d'un gros nuage est d'environ 1 tonne.
Les cristaux ont différentes formes et tailles en fonction de l'humidité et de la température de l'air. La plupart sont appelés complets et ressemblent à un prisme hexagonal en forme. Si la hauteur d'un tel cristal est petite par rapport à la base, il s'agit d'une plaque. Les cristaux opposés sont des colonnes de glace. On trouve également des éléments de forme complexe, en forme d'aiguille.
Ainsi, les gouttelettes d'eau sont de petite taille, mais leur densité dans la composition du nuage est de plusieurs centaines en 1 cm³. Les cristaux, au contraire, sont plus gros, mais ils sont moins denses - jusqu'à 100 en 10 cm³.
Une autre caractéristique importante est la teneur en eau - c'est la quantité d'eau contenue dans 1m³ de nuage. Teneur moyenne en eau:
- nuages avec de petites gouttes - jusqu'à 1 g / m³;
- cumulus - 2 g / m³;
- cumulonimbus - 4-5 g / m³;
- cristallin - jusqu'à 0,02 g / m³;
- mélangé - 0,2-0,3 g / m³.
Comment se forment les nuages?
La formation des nuages est un processus complexe dont toutes les étapes sont étroitement liées. Les nuages peuvent se former à n'importe quelle latitude.
Formation de nuages
Le nuage se produit en raison de la transition de la vapeur d'eau vers un état liquide ou solide - la condensation. Cela se produit pour deux raisons: une diminution de la température et une augmentation de l'humidité absolue. Le plus souvent, les deux facteurs sont présents en même temps.
La baisse de température s'explique par l'augmentation des masses d'air, ainsi que leur mouvement horizontal (advection). Ainsi, l'air chaud est au-dessus de la surface froide de la terre. Les masses d'air augmentent pour plusieurs raisons:
- convection;
- topographie;
- cyclones;
- formation de fronts atmosphériques.
Lorsque la surface de la terre est chauffée intensément par la lumière du soleil, la chaleur est transférée à l'air. La convection se produit - l'air chauffé monte rapidement et commence à se refroidir en hauteur. Il contient de la vapeur d'eau. Il existe un concept de point de rosée - c'est la température à laquelle la vapeur d'eau atteint un point de saturation et commence à se condenser.
La hauteur à laquelle le processus de conversion de la vapeur en gouttes de rosée commence est la limite inférieure du nuage qui se forme ou le niveau de condensation. Dans le même temps, l'air chauffé continue de s'écouler de la surface de la terre. Il traverse la limite inférieure et la condensation se produit à un niveau supérieur. Ainsi, le nuage devient plus grand en hauteur. Sa limite supérieure est généralement exprimée de manière indistincte, elle est appelée le niveau de convection libre.
Fait intéressant: parfois des élévations apparaissent dans la trajectoire des courants d'air. Lors de leur dépassement, les masses d'air montent.Ces nuages sont d'origine orographique. Leur hauteur est déterminée par la hauteur de l'obstacle.
Le cyclone est une masse d'air sous la forme d'un vortex atmosphérique. Les masses d'air tournent vers le centre de l'axe vertical du cyclone. De ce fait, des chutes de pression se produisent - les flux d'air augmentent intensément. Ils peuvent atteindre les limites supérieures de la troposphère et former un grand nombre de couches, de pluie, de cumulus et de leurs variétés. Ces nuages apportent toujours des précipitations.
L'influence des fronts atmosphériques sur les nuages
Le front atmosphérique est formé à la suite de la convergence des masses d'air chaud et froid. Dans ce cas, les nuages peuvent apparaître à la fois sur un front chaud et froid. La formation de nuages plus chauds se produit plus intensément.
Lors d'une collision de masses d'air, les cours d'eau chauds se déplacent vers le haut - le long d'une ligne de retrait douce des cours d'eau froids ou le long de la surface frontale. Lorsque l'air se déplace presque horizontalement (avec une légère déviation vers le haut), des nuages de glissement ascendant se forment. Ces nuages se distinguent par leur petite hauteur et leur longueur importante dans le sens horizontal - jusqu'à des centaines de kilomètres.
Des cumulus se forment au-dessus d'un front atmosphérique froid. Lorsque les masses d'air chaud remontent, le froid se déplace sous elles.
Comment les nuages planent-ils dans le ciel?
Les nuages sont plus légers que l'air. Ils sont situés à différentes hauteurs. Les nuages se déplacent dans le ciel en raison du mouvement des masses d'air et des vents.
Fait intéressant: Le mouvement des nuages dans des directions opposées est un phénomène étonnant mais compréhensible. Cela est dû au fait que les nuages ne sont pas continus et se déplacent avec les courants d'air. En même temps, la direction et la vitesse du vent changent avec la hauteur.
Où trouve-t-on les nuages?
Chaque groupe de nuages a une zone de localisation spécifique, qui dépend de la période de l'année. Ainsi, au printemps et en été (sous les latitudes tempérées), les nuages d'eau occupent la partie inférieure de la troposphère (la couche inférieure de l'atmosphère, dont la limite supérieure est située à une altitude de 6 à 20 km). Les nuages mixtes occupent la couche médiane de la troposphère, tandis que les nuages cristallins occupent la couche supérieure. Avec le début de l'automne-hiver, des nuages de glace peuvent apparaître dans la basse troposphère.
Il existe également une classification des nuages, selon laquelle ils sont divisés en familles et en genres. Chaque famille a son propre niveau:
- Nuages de développement vertical (convection).
- L'étage inférieur est jusqu'à 2 km.
- Le niveau intermédiaire est de 2 à 6 km.
- Le niveau supérieur est de 6 à 13 km.
Types de nuages
Il existe 10 genres ou types principaux de nuages qui diffèrent par leur apparence, leur forme et d'autres paramètres.
Nuages cumulus
Différence de densité, teinte blanc brillant. Développé dans le sens vertical. La partie supérieure a une forme ronde. Ils sont généralement formés dans des masses d'air neutres ou froides. Épaisseur - 1-2 ou 3-5 km.
Nuages en couches
La structure rappelle le brouillard en raison de l'homogénéité, mais occupe une hauteur de 100 à 400 m. Le plus souvent, le ciel est entièrement couvert, parfois des lacunes sont observées. L'épaisseur moyenne est de dizaines, centaines de mètres.
Nuages de Stratocumulus
Ils diffèrent par leur teinte grise et se composent principalement d'eau. Ils peuvent se présenter sous la forme d'une masse continue ou d'ondes séparées par les rayons du soleil. Épaisseur - 200-800 m.
Altostratus
Ressemble extérieurement à un voile de gris, parfois avec une teinte bleuâtre. Peut avoir une structure homogène ou légèrement exprimée. La composition est dominée par des cristaux, des gouttes réfrigérées.
Nuages d'Altocumulus
Caractéristique pour la saison chaude. Peut avoir une teinte blanche, grise, bleue. Ils prennent la forme d'assiettes, de flocons déchirés, entre lesquels brillent les rayons du soleil. En hauteur, ils s'étendent sur plusieurs centaines de mètres. Parfois, ils se transforment en puissants cumulus.
Nuages de brindille
Nombreux éléments cirrus (fils, lambeaux, arêtes), allongés.Ils ont une structure fibreuse et la présence éventuelle d'un éclat soyeux. Ils sont situés à haute altitude et sont composés de cristaux.
De gros cristaux dominent, qui tombent sensiblement. Par conséquent, les nuages cirrus sont caractérisés par une étendue verticale importante et une direction inégale des filaments.
Nuages de Cirrocumulus
Ils ont une forme sphérique allongée, trouvée à une altitude de 6 km. Une caractéristique est l'absence d'ombres. Il est également possible de teindre les bords sous la forme d'un arc-en-ciel. Formé de cristaux.
Nuages de Cirrostratus
Présenté sous la forme d'une teinte blanche avec une structure homogène. Bien translucide au soleil et au clair de lune. Peut être brumeux ou fibreux.
Fait intéressant: Avec la participation de nuages de cirrostratus, un phénomène appelé halo ou halo se produit souvent. Il s'agit d'un phénomène atmosphérique de nature optique, qui est une lueur autour d'une source de lumière. Elle provient du fait que les rayons de lumière traversant le nuage sont réfractés par des cristaux. Le halo prend le plus souvent la forme d'un cercle, d'un demi-cercle, d'un pilier de lumière, etc.
Nuages de pluie
Une couche solide de gris foncé. L'épaisseur atteint plusieurs kilomètres. Pendant la période de précipitation, il semble homogène. Dans les pauses, ils deviennent hétérogènes.
Nuages de cumulonimbus
Ils se distinguent par la densité, le développement vertical, les fortes pluies avec tonnerre, la grêle. Formé de gros nuages cumulus. Ils peuvent être collectés sur une longue ligne - une ligne de grains.
Comment distinguer les cumulus, Altocumulus et Cirrocumulus dans le ciel?
Le cumulus a une forme prononcée, de grande taille. Son épaisseur correspond ou dépasse généralement sa largeur. Les altocumulus sont petits et dispersés dans le ciel (ils apparaissent le plus souvent au printemps et en été). Les nuages Cirrocumulus sont minces, ressemblant à une vague ou une ondulation en raison de nombreux virages.
Types de nuages rares
Si les cumulus, les cirrus et d'autres nuages sont communs, voir les variétés décrites ci-dessous dans le ciel peut être considéré comme une bonne chance.
Morning Gloria
Vagues atmosphériques de basse altitude, qui sont le plus souvent observées dans la partie nord de l'Australie (Carpentaria Bay). Les experts ne peuvent toujours pas déterminer la cause exacte de la formation de tels nuages. Ils s'étendent sur des centaines de kilomètres de long, situés à une altitude de 100-200 m.
Collier tempête
Un autre nom est nuage grossier. C'est aussi le nom commun d'une certaine variété de cumulonimbus ressemblant à un long arbre en forme. Souvent, un col orageux se forme à la frontière des fronts atmosphériques à une altitude de 100 à 2000 m, il apporte des averses, des averses, des orages et des chutes de pression près de la surface de la terre. La gloire du matin est considérée comme la variété la plus rare de colliers d'orage.
Effet Fallstreak
Lorsqu'un espace apparaît dans une couche continue de nuages Altocumulus ou Cirrocumulus, il s'agit de l'effet Fallstreak. De grands trous apparaissent à la suite de la chute de cristaux de glace. Ils se forment dans les étages supérieurs ou même dans les gaz d'échappement d'un avion volant.
Soumis à plusieurs conditions (température de l'air, humidité, gouttes d'eau surfondues), les cristaux pendant l'automne absorbent l'eau et augmentent de taille. L'eau dans le nuage s'évapore et un espace se forme.
Nuages lenticulaires
Les nuages lenticulaires (lenticulaires) ne se déplacent pas dans le ciel, quelle que soit la force du vent. Ils surgissent entre deux couches d'air ou sur la crête des vagues d'air. La stabilité est due au fait que les processus de condensation et d'évaporation se produisent en continu dans les flux de vagues. Souvent situé près des chaînes de montagnes à une altitude de 2 à 15 km.
Nuages de Calvin Helmholtz
Ils ressemblent aux vagues de la mer et se forment lorsque deux couches d'air se déplacent à des vitesses différentes. Dans ce cas, la couche supérieure se déplace plus rapidement, la couche inférieure - plus lentement.Plus fréquent dans les vents forts et les variations de densité de l'air.
Champignon atomique
Un nuage en forme de champignon ne se forme pas seulement à la suite d'explosions nucléaires ou thermonucléaires. Il peut se former ultérieurement lors d'une explosion ordinaire, à condition qu'il n'y ait pas d'interférence différente (par exemple, le vent). Cela comprend également les explosions causées par une chute de météorite, une éruption volcanique.
Nuages argentés
Ce phénomène rare a plusieurs noms. Parmi eux, des nuages brillants la nuit. Le fait est qu'ils ne peuvent être envisagés que sous la condition d'un crépuscule profond ou lors d'une éclipse solaire. Ces nuages sont situés assez haut - en moyenne, à une altitude de 82 km. Leur étude a été menée non seulement depuis la Terre, mais aussi à l'aide de sondes-fusées.
Fait intéressant: une grande contribution à l'étude des nuages d'argent a été faite par l'astronome russe - Vitold Cerasky. Il est prouvé que ce phénomène est caractéristique non seulement de la Terre, mais aussi d'autres planètes, par exemple Mars. En 2007, le satellite NASA AIM a été lancé, dont les tâches sont l'étude des nuages d'argent.
Méduse Nuages
Les nuages ont reçu ce nom en raison de la similitude de forme avec les méduses. Ils se forment aux endroits où l'air humide (du Gulf Stream) et l'air sec (atmosphérique) entrent en collision. La partie inférieure, ressemblant à des tentacules, est formée par la chute, mais s'évapore instantanément.
Nuages nuageux
Nuages avec une structure marsupiale caractéristique. Chaque cellule a une taille d'environ 500 mètres. Ils sont considérés comme très rares (trouvés quelques fois pendant 10 ans) et se forment en relation avec les cyclones tropicaux.
Nuages de nacre
Formé à une altitude d'environ 20 à 30 km. Très rare, mais ils ne peuvent pas être confondus avec d'autres types de nuages en raison de leur couleur spécifique. Ils se forment pendant la période hiver-printemps et ne sont visibles qu'avant le lever du soleil ou après le coucher du soleil.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs?
Les nuages sont blancs en raison de la teneur élevée en éléments de nuages en eux - gouttes et cristaux. Ils reflètent les rayons du soleil. Plus la taille de ces éléments est petite, plus le nuage est blanc.
Quelle est la différence entre un cloud et un cloud?
En terminologie, le concept de «cloud» fait défaut. Il s'agit du même nuage, mais de plus grande taille et de couleur plus foncée. Contrairement à un nuage blanc, un nuage contient une grande quantité d'humidité en raison de la forte densité de gouttelettes d'eau et entraîne des précipitations.
Pourquoi les nuages sont-ils blancs et les nuages gris?
Les nuages acquièrent des couleurs grises et même noires lorsqu'ils sont vus du sol, car ils sont caractérisés par une densité élevée. Ils se jettent une ombre l'un sur l'autre et transmettent faiblement la lumière du soleil.
Fait intéressant: si vous volez juste au-dessus du nuage gris, il paraîtra blanc - les rayons du soleil tombent d'en haut.
Qu'est-ce qu'une traînée de condensation depuis un avion?
Un sentier de condensation est un nuage artificiel ou artificiel. Il se produit à la suite de la condensation de l'humidité atmosphérique mélangée à la vapeur d'eau des gaz d'échappement qui sont libérés par les moteurs de l'avion. Au fil du temps, la trace disparaît - ses composants s'évaporent.
Comment déterminer la météo à partir des nuages?
Les nuages ne fournissent pas d'informations complètes sur les conditions météorologiques les plus proches, mais certains d'entre eux peuvent néanmoins prédire certains phénomènes météorologiques:
- Cumulus - généralement beau temps sans précipitations.
- Cumulonimbus (plus dense) - situé au-dessus du sol, peut présager de la pluie.
- Cirrus - descendant progressivement plus bas à la surface de la terre, peut indiquer des précipitations au cours des 12 prochaines heures.
- En couches - apportent rarement des précipitations en raison de la faible épaisseur.
Des nuages sombres et denses présagent des précipitations. Dans ce cas, le noir indique l'absence de vents forts, le brunâtre signifie la possibilité de vents forts et le gris peut indiquer une pluie prolongée.
Processus de sédimentation
Les précipitations se forment principalement dans la troposphère, car il y a le plus de vapeur d'eau.Près de la surface de la terre, le brouillard se forme suite à l'accumulation de produits de condensation.
Les précipitations ne se forment que dans les nuages, qui sont composés de grosses particules de nuages (0,1-7 mm). Ils deviennent lourds, ne peuvent pas être retenus dans les nuages et tombent sous forme de précipitations. Les précipitations sont précipitées par les nuages ou déposées à la surface de l'air.
Précipitation:
- couverture - monotone, longue;
- bruine - non intense, monotone;
- tempête - caractérisée par de fortes fluctuations.
Précipitations en surface:
- rosée;
- gel;
- la glace (formée sur toute surface en raison du gel des particules de précipitation);
- grésil (formé uniquement à la surface de la terre).
Précipitations non classifiées:
- aiguilles à glace;
- Solation (une occurrence rare sous la forme de grosses bulles d'eau qui se produisent pendant un orage).
Méthodes d'exposition aux nuages
La science moderne a découvert des moyens d'influencer les nuages. En particulier, la dispersion des nuages surfondus, le brouillard, l'effet sur les nuages porteurs de grêle. Dans ce cas, la microstructure des nuages, ainsi que leur état de phase, sont modifiés artificiellement.
Par exemple, afin de disperser un nuage surfondu, des réactifs réfrigérants ou des particules d'iode de substances formant de la glace y sont introduits depuis un avion. Ces substances contribuent à la formation d'un grand nombre de cristaux - la densité des gouttelettes d'eau diminue et le nuage se disperse. Pour influencer le brouillard, des installations au sol de nature similaire sont utilisées.
Des précipitations artificielles sont également possibles, par exemple, lors d'incendies de forêt. Pour ce faire, à l'aide d'un avion, des réactifs sont introduits dans le nuage - iodure d'argent, ou compositions pyrotechniques spéciales.
