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Dernière mise à jour
le 26/05/2009

 
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Les nuages Version imprimable Suggérer par mail

Par Piair (Pierre Janssens) , fondateur de www.paramoteurbelge.be


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Véritable carte d’identité du ciel, les nuages peuvent nous en apprendre beaucoup sur notre environnement favori : l’air ! 
Ils peuvent indiquer : le vent et son orientation, les turbulences éventuelles, les orages en formation et même la présence de thermique !  On les classe par forme, puis par étage. Chacun d’eux possède un nom latin qui indique sa famille, son altitude de formation ainsi que sa forme générale. On attribue également à chacun d’eux une abréviation internationale. Autant dire que se retrouver dans tout cet amas de théorie n’est pas une mince affaire ! L’étude des nuages est complexe et l’analyse du ciel demande de longues années d’expérience et d’observation (que je ne prétends pas posséder). A force, la lecture du ciel vous aidera pourtant à faire la différence et est certainement un élément clef qui permet de différencier les « pilotes » des « vieux de la vieille »…

Commençons par le commencement !
Avant de pouvoir donner un sens à la présence de tel ou tel nuage, il convient de pouvoir analyser le ciel dans son ensemble. Cela sous-entend dans un premier temps, comprendre ce qu’est un nuage et les phénomènes menant à sa formation.

Qu'est-ce qu'un nuage ?

On est parfois tenté de penser qu’un nuage est constitué exclusivement de vapeur d’eau. C’est faux ! Et j’en veux pour preuve qu’il est visible, or la vapeur d’eau qui est un gaz ne l’est pas ! Il contient donc généralement les trois états de la matière simultanément : l’eau liquide, la vapeur d’eau et la glace.

Bien qu’anodin, ce fait est riche de sens puisque bon nombre de phénomènes météorologiques sont justement dus à la coexistence de ces trois états : les gouttelettes d’eau sont davantage soumises aux ascendances que la vapeur, la friction des cristaux de glace est responsable de la charge électrique du nuage, la vapeur d’eau se condense pour donner le brouillard, etc...

En revanche, c’est effectivement la vapeur d’eau qui est responsable de la formation du nuage : c’est le phénomène de condensation.

Le ciel se comporte comme une éponge : plus la température est élevée plus la quantité de vapeur d’eau admissible est importante. Si la température diminue, la vapeur se condense et redevient liquide. On comprendra donc aisément qu’une des causes principales de formation des nuages soit le refroidissement (d’autres, moins fréquentes, ne seront pas abordées).

Comme expliqué ci-dessus, la baisse de température provoque une diminution de la quantité admissible de vapeur d’eau, donc une augmentation de l’humidité. Arrivé au stade de saturation à 100% d'humidité, un nuage apparaît !

Il existe deux types de refroidissements. Leurs descriptions faisant appel à des phénomènes météorologiques complexes, je ne développerai ce sujet que dans les grandes lignes.

Les refroidissements à pression constante :

- Le rayonnement : Le soir, le sol restitue la chaleur accumulée durant la journée sous forme de rayonnement. Ce refroidissement nocturne entraîne une hausse de l'humidité et la formation de rosée, de brume ou de brouillard de rayonnement...

- L'advection : Dans le cas précédent, la masse d’air se refroidissait « globalement ». Ici, de l'air chaud vient lécher le sol plus froid et se refroidit par contact. Cela se traduit par du brouillard d’advection.

Refroidissement par détente adiabatique :

Saviez-vous qu’il n’y a pas plus mauvais conducteur de chaleur que l’air ? Il est donc erroné de penser qu’une masse d’air chaud transmet sa chaleur à ses copines plus froides. Il n’y a aucun échange de chaleur entre deux masses d’air distinctes! Image
En revanche, lorsqu’un gaz se détend il perd de sa chaleur. Inversement, au plus on comprime un gaz au plus sa température augmente. Or c’est exactement ce qui se produit avec l’altitude : la masse d’air monte, la pression diminue, le gaz se détend et par conséquent se refroidit ! C’est ce mécanisme qui engendre la plupart des nuages. Le même phénomène a par ailleurs récemment servi à la conception d’un réfrigérateur au son (-150°C).

La stabilité de la masse d'air

Nous avons précédemment vu qu’aucun échange de chaleur ne se fait entre deux masses d’air. Donc, une masse d’air M1, à une altitude donnée, conservera sa température propre même si le milieu ambiant a une température différente.
Or il se trouve qu’une masse d’air perd environ 1°C / 100 m (dans de l’air sec). C’est ce qu’on appelle le gradient adiabatique sec. Dans le cas de l’air humide, la diminution est de l’ordre de 0,6°C / 100m. On parle alors de gradient adiabatique humide. Nous en reparlerons dans un autre article.
Reprenons ! J’ai une masse d’air M1 à 25°C, la masse d’air environnante est sèche et présente une température moyenne de 18°C. Notre bulle, plus chaude, aura donc tendance à monter. 500 mètres plus haut elle a perdu 5°C et se trouve donc à 20°C. Question : que se passe-t-il à 700 m ?
A 700 m d’altitude, notre bulle aura perdu 7°C et se trouvera donc elle aussi à 18°C, c'est-à-dire à la même température que le milieu… Elle s’arrête.
Dans la réalité, on ne peut diviser aussi régulièrement le ciel par tranches de 100m ! En vol, il est fréquent de souffrir dans les premières centaines de mètres d’un manque de chaleur, pour tout d’un coup se retrouver dans une masse plus chaude où on prendra plaisir à évoluer. La règle générale des -1°C/100 m n’étant pas infaillible, cela nous oblige à considérer 4 cas :

1. L'instabilité absolue

Notre bulle va continuer son ascension, et ce tant qu’elle connaîtra une différence de température par rapport à celle du milieu ambiant. On dit que l'atmosphère est très instable, car elle favorise les échanges d'air entre sa base et son sommet. Cette situation est très favorable à la pratique du vol libre !
Notez cependant que, dans la réalité, l'air, même très sec, arrivera forcément à son niveau de condensation, formant alors un cumulonimbus et un orage.

2. La stabilité absolue

Dans ce cas-ci, notre bulle va rencontrer une « couche de blocage ».
Il s’agit dans un premier cas d’une isothermie : une tranche d’air où la température n’évolue pas sur plusieurs centaines de mètres. La différence de température bulle-masse d’air n’étant plus marquée, elle s’arrête.
Il peut aussi s’agir d’une « couche d'inversion » : au lieu de décroître, la température du milieu croît sur plusieurs centaines de mètres. Ici encore, la différence de température bulle-masse d’air ne permet plus son ascension.

3. L'instabilité sélective

La couche d’inversion est toujours présente, mais suffisamment mince pour laisser passer les thermiques les plus
puissants.

4. La formation nuageuse

Tout en montant, la bulle arrive à une température où elle commence à se condenser. On parle de « niveau de
condensation ». Des gouttelettes se forment, suscitant un dégagement de chaleur. Non seulement la température de la bulle diminue, mais en plus elle passe du gradient adiabatique sec (1°C / 100m), au gradient  d'air humide (0,6°C/100m). Il faudra donc une couche de blocage puissante, voire une inversion de température pour l'arrêter.

Les nuages à connaître

Partons d’un cas simple : le cumulus.
Ce n’est pas un nuage à part entière, mais une famille de nuage. On distingue déjà, du point de vue de leur altitude, le cumulus de l’altocumulus, et l’altocumulus du stratocumulus. Enfin il existe plusieurs formes possibles : humilis, castellanus, congestus, …
Perdu ? J’avoue, c’était un peu volontaire ! Soyons franc, à ce jour je n’ai encore jamais rencontré personne qui connaisse tous les nuages par coeur (Sauf peut-être un vieu prof de physique qui avait suivi des cours avec Mr Météo himself) Et vous ? J’ai un doute… Ce n’est pas nécessaire ! Surtout dans la pratique de notre sport. Je reprendrai donc ici uniquement les nuages auxquels ont reconnaît des vertus parapentesques.

Le cumulus

ImageGrâce aux contrastes du sol, une colonne thermique s’est formée, charriant avec elle son lot d’humidité. On devine donc déjà que la présence de cumulus humilis (de petites boules d’ouate) dans un ciel clair dénonce l’existence de thermiques.

Il arrive parfois qu’un nombre important de ces cumulus se forment et que leurs bases soient à la même altitude partout. Cela signifie que la masse d’air baisse en température de la même manière aux différents endroits du ciel. On a une couche d’inversion ! D’autre part, l’abondance de ces cumulus dénote une forte stabilité… ImageSur la photo ci-contre, il est déjà trop tard pour en profiter ! La masse nuageuse est devenue trop importante et s’étouffera par elle-même en coupant l’apport de chaleur vers le sol. De plus les « petites boules d’ouate » sont
devenues grandes : on parlera plutôt de cumulus congestus ici. La différence ? Un fort développement vertical et la capacité de vous aspirer !


En été de nombreuses journées commencent par de jolies couches d’inversions. Les thermiques en dessous de la
couche sont petits et secs. Les premiers thermiques qui perceront la couche sont souvent assez violents car pour y parvenir ils auront dû accumuler énormément d’énergie.

Dans de telles conditions, il s’agit de rester attentif au développement de la masse nuageuse !!! Si une bonne instabilité est propice à la pratique du vol libre, elle devient dangereuse lorsqu’elle est trop prononcée. Si les cumulus ont la forme de petits tampons d’ouate (Cumulus Humilis), éclatez-vous ! Si les nuages prennent doucement la forme d’un V, rentrez chez vous ! Après l’humilis, il y a le cumulus congestus (même forme que le précédent mais avec un fort développement vertical), et après le congestus il y a le cumulonimbus (oui !oui ! l’énorme tampon d’ouate tout noir !) Et lui, croyez-moi , c’est tout sauf votre copain !

Image

Il me reste à vous parler du cumulus castellannus. La violence du thermique a fini par dévier sa masse d’eau pour donner cette excroissance en forme de tour de château. D’où son nom. Qu’est-ce que cela signifie ? En
soit pas grand-chose… Est-on en début ou en fin d’après-midi ? Si en début cela signifie qu’un thermique a déjà réussi son coup ! Méfiance, ça va bastonner là-dessous ! Si en fin d’après-midi il a également réussi son
coup… vous en revanche, vous arrivez trop tard !

Le cirrus (Ci)

ImageMinces filaments blancs perdus dans l’étage supérieur, les cirrus sont des nuages difficiles à interpréter. Une chose est certaine cependant : le vent est souvent de la partie ! Parfois à des altitudes qui ne nous concernent
pas, parfois si…
Il n’est pas rare en effet de voir la manche indiquer un vent tout à fait raisonnable pour ensuite le voir se lever quelques centaines de mètres plus haut ! La cause ? Un mur thermique s’est formé et empêche de percevoir au sol la vitesse du vent en altitude…
Toute fois, un cirrus isolé n’a pas de grandes conséquences. Mais une perturbation prochaine reste à craindre…

Les nuages ont énormément à nous apprendre : taux d’humidité, vitesse du vent, ascendances thermiques… prenez le temps de les saluer ! Ils vous rendront certainement la politesse.


Piair

 
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