Sciences & Techniques: La physique des nuages

« Sciences & Techniques: La physique des nuages De petits floconneux, des colosses cotonneux, des rase-mottes ombrageux, des éthérés pelucheux… Avec de l'eau, deux grains de poussières et trois bulles d'air, c'est fou ce que le ciel peut mitonner comme nuages. Il pleut des grenouilles! Ne riez pas, cela arrive.

La population de Bonifacio peut vous le dire, elle qui a reçu sur la tête des batraciens célestes le 14 septembre 1996.

La pluie d'animaux n'a rien de nouveau puisque déjà, en 1555, les Scandinaves s'étonnaient des averses de poissons! N'allez pourtant pas croire à quelque brumeux tour de passe-passe là où nous avons un solide tourbillon nuageux dont le magicien est le géant des nues, monsieur Cumulo-nimbus lui-même, aux aspirations gigantesques. Pour mitonner ce colosse ou son voisin aux cheveux d'ange, les ingrédients de base ne sont franchement pas difficiles à trouver : il faut de l'air et de l'eau, bien agités de préférence, mais ce n'est pas ce qui manque.

De l'air et de l'eau, il y en a à foison dans l'atmosphère.

La ronde des saisons et l'alternance jour/nuit se charge d'agiter le tout en faisant varier la pression locale.

La préparation du nuage peut commencer. Dans l'atmosphère bien brassée, l'air chaud s'élève et l'air froid tombe.

Or, lorsqu'une bulle d'air — les scientifiques préfèrent parler de "particule" d'air — prend de la hauteur, elle obéit comme toutes ses consœurs à la loi des gaz parfaits.

En clair : sa pression diminue, son volume augmente, donc sa température baisse.

En moyenne, une élévation de 100 m correspond à une perte de température d'environ 0,65 °C.

Du coup, la vapeur d'eau prend froid et finit par se transformer en fines gouttelettes. Gourmand de vapeur Mais ce passage de l'état gazeux à l'état liquide libère de l'énergie… sous forme de chaleur! Qu'en faire? Primo : l'utiliser pour continuer à s'élever.

Deusio : aspirer la vapeur alentour, car plus l'air est chaud, plus il peut se montrer gourmand.

La bulle se goinfre donc de vapeur, tout en gardant l'eau liquide en réserve.

A force de consommer, elle grossit, se remplit encore et toujours de vapeur et de gouttelettes, et finit par devenir énorme : un nuage est né.

Sous réserve que le préparateur pense à un léger assaisonnement nécessaire : pour se former, les gouttes ont besoin d'un petit support matériel, un noyau de condensation.

En général, les cristaux de sel, les particules de poussières, le sable en suspension font l'affaire.

Dans 1 litre de nuage, un bon cuisinier obtient entre 100000 et 5000000 de gouttelettes ! La recette est universelle, ce qui explique que "les nuages sont bien partout les mêmes", comme le disait le météorologiste anglais Abercromby, qui fit un tour du monde en 1887 afin de constater que les nuages répertoriés quatre-vingts ans plus tôt par son compatriote Howard existaient bien sous tous les cieux de la planète.

Les trois catégories principales à la base de la classification d'Howard sont d'ailleurs toujours utilisées : les cirrus, " boucles de cheveux", nuages d'altitude; les cumulus, " amas", pour les nuages " en boules de coton" à la base proche du sol; les stratus, " étendus", pour les couches nuageuses horizontales.

A partir de ces trois types, nous distinguons encore aujourd'hui dix genres classiques de nuages. Pourquoi une telle diversité? Affaire de tour de main : les ingrédients étant les mêmes, le résultat dépend de leur quantité — l'air est-il très humide ou plutôt sec? — de la vitesse de préparation et de l'ambiance.

De l'air ambiant pour être précis.

S'il est chaud, c'est-à-dire si la bulle d'air, en s'élevant, refroidit moins vite que ses voisines, l'air est instable.

A l'inverse, si la bulle refroidit plus vite, l'air est stable.

Ainsi, avec une masse d'air chaud sec qui rattrape et vient heurter une masse d'air froid, le cuisinier céleste obtient peu de nuages et des petits.

Plutôt dans le genre stratiforme. En revanche, lorsqu'une masse d'air froid humide rencontre une masse d'air chaud, la deuxième pique l'eau de la première et se soulève brusquement.

L'air en devient instable; résultat : une grande quantité de nuages, gros, pluvieux.

Des moutons cumuliformes qui poussent en un rien de temps.

Les cumulus grandissent en effet très vite par rapport aux autres nuages.

Quelques heures suffisent souvent.

La condensation y est extrêmement intense : dans un cumulus de 2 km 3, elle fournit en dix minutes la même énergie qu'une centrale nucléaire en une heure.

Conséquence de cette énergie : un violent mouvement d'ascension de l'air chaud crée des turbulences sous le nuage, un véritable aspirateur. Plus haut que l'Everest Avec de l'air très humide, très instable, le cumulus peut même devenir un cumulo-nimbus, énorme gourmandise d'une dizaine de kilomètres de haut en région tempérée, jusqu'à 15 km en région équatoriale.

Le moindre cumulo-nimbus est plus haut que l'Everest! Cette grosse tête d'enclume est une incroyable turbine à air chaud et humide.

Et que j'aspire de l'air, et que j'en prenne la vapeur d'eau, et que j'en fasse des gouttelettes… Comme les autres copains nuages, mais tellement plus fort, tellement plus vite : l'air circule à plus de 150 km/h! Parfois, la machine s'emballe et pompe avec une telle force qu'elle entraîne la formation de trombes ou de tornades d'une violence impressionnante : telle que de petits objets ou des bestioles peuvent être aspirés et se retrouver au sein du nuage.

Il pleut alors des grenouilles.. »