NEWSLETTER 2 | JANVIER 2017 | LES NUAGES EN HIVER Au

NEWSLETTER 2 | JANVIER 2017 | LES NUAGES EN HIVER
Edito
Pour cette deuxième
newsletter qui sort au coeur de
l'hiver, nous avons choisi le
thème des « nuages en hiver».
Dans cette édition, nous
inaugurons 2 nouvelles
rubriques : " Les tutos de
tremplin" et les "Témoignages".
Ces deux rubriques sont bien
évidemment ouvertes à vos
demandes et/ou contributions.
Toutes les fiches pédagogiques
proposées dans cette
newsletter sont déposées sur
le site tremplin en format
modifiable pour que vous
puissiez les adapter à l'envie.
Si vous testez certaines de
nos propositions en classe,
nous souhaiterions avoir un
retour. Un simple échange
téléphonique peut suffire à
enrichir les propositions à partir
de vos remarques. merci
d'avance!
[email protected]
[email protected]
Au menu de cette newsletter
-Dossier thématique : "Nuages et brouillard"
-Témoignage : "Une classe météo pour réduire les
dépenses de chauffage du collège"
-Les ressources : 4 fiches pédagogiques, un tutoriel et un
site internet pour enseigner les sciences avec la météo
-Le retour sur nos actions passées : Formaterre et
l'interview d'un astrophysicien, la préparation des simulations
COP avec le musée des confluences de Lyon et la
présentation du projet météo à l'école à l'ESPE de Lyon.
Le brouillard, un nuage comme les autres?
Les brouillards de ce début décembre 2016 ont empêché la tenue de
certains évènements sportifs... Mais au fait, quelle est la différentcen
entre un nuage et du brouillard?

DOSSIER THÉMATIQUE
Nuages et brouillard
Depuis début décembre, les brouillards ont repris leurs quartiers d'hiver en
France métropolitaine. Ils perturbent les moyens de transport en diminuant
la visibilité. Ils nous cachent aussi le soleil pendant de trop longues heures.
Mais quelle est la différence entre un nuage et le brouillard?
Le brouillard, un nuage comme les autres?
Un nuage est un ensemble de gouttelettes d'eau (et/ou de glace) en suspension dans l'atmosphère. Ces
particules ne tombent pas grâce aux mouvements verticaux de
l'air dans le nuage. Le brouillard est un cas particulier de nuage
: c'est un nuage qui se forme au contact du sol.
Pour comprendre pourquoi certains nuages se forment au
contact du sol alors que d'autres se forment loin du sol, il faut
regarder comment se forment les nuages.
Comment naissent les nuages?
L'histoire de la naissance d'un nuage commence toujours un peu pareil : une masse d'air chaude et
humide rencontre "quelque chose de froid". L'eau qui est sous forme de vapeur d'eau invisible dans l'air
chaud se condense et forme de petites gouttelettes d'eau liquide. Ces gouttelettes peuvent alors geler et
former de petits morceaux de glace.
L'encadré ci-contre explique dans quelles conditions la vapeur d'eau contenue dans l'air se condense.
Nous allons maintenant voir plusieurs mécanismes amènent de l'air chaud à se refroidir, et donc à former
des nuages.
A - Les nuages qui se forment au dessus des ascendances
Lorsque le soleil chauffe le sol, l'air au voisinage du
sol se réchauffe, sa densité diminue et cet air se
met alors à monter du fait de la poussée
d'Archimède.
Lorsque l'air monte sa pression diminue, et donc,
en vertu de la loi des gaz parfaits (PV = n RT), sa
température diminue aussi.
Lorsque l'air a suffisamment refroidit, l'eau
commence à se condenser : c'est le bas du nuage.
Ce mécanisme est à l'oeuvre dans la formation des
cumulus : les nuages en forme de chou-fleur qui
apparaissent souvent l'été.
© Météo-Villes
Le saviez vous?
Dans le brouillard, il y a typiquement 200
gouttelettes de 2 à 50 microns par cm3, soit
environ 0,35 g d'eau liquide dans 1 m3de
brouillard.

DOSSIER THÉMATIQUE
La condensation : le phénomène physique à l'origine de la
formation des nuages
Une brève histoire de la condensation pour comprendre la formation des nuages.
La composition de l'air
L'air est un mélange de plusieurs gaz. Entre 0 et 80 km d'altitude, seule la teneur
en eau vapeur varie dans la composition de l'air. On décrit donc l'air en donnant
d'une part la composition de l'air sec, et de l'autre, la quantité d'eau qu'il contient.
L'air sec est constitué principalement de diazote (78%mol) et de dioxygène
(21%mol). Le pourcent restant est composé d'argon, de dioxyde de carbone ainsi
que d'autres gaz rares.
L'air peut contenir de l'eau sous forme de vapeur invisible (il est transparent). La
quantité maximale d'eau que peut contenir 1 m3d'air dépend de sa température :
plus l'air est chaud, plus il peut contenir d'eau sous forme de vapeur.
En général, l'air ne contient pas la quantité maximale d'eau vapeur, il en
contient moins. On décrit lla quantité d'eau vapeur présente dans l'air par le
taux d'humidité qui est le rapport entre la quantité d'eau vapeur dans l'air sur
la quantité maximale d'eau vapeur dans l'air.
Quandl'airrefroidit
Lorsque l'air refroidit, la quantité maximale d'eau qu'il peut contenir diminue. Par exemple, 1 m3d'air à 20 °C
avec un taux d'humidité de 50% contient 8,5 g d'eau vapeur. Si cet air est refroidit à 5°C, il ne pourra pas
garder toute cette eau liquide. L'excédent (8,5 - 6,5 = 2 g) se condensera pour former des gouttelettes d'eau.
Les nuages : de l'air humide qui se refroidit
Les nuages comme le brouillard naissent tous du refroidissement d'une masse d'air dont le taux d'humidité
était suffisamment élevé pour provoquer de la condensation à plus basse température.

B - Les nuages qui se forment au niveau des
fronts
À la surface de la Terre, des masses d'air sont en
mouvement, poussées par les vents. Le front est
la zone de démarcation entre deux masses d'air
de températures différentes.
Lorsqu'une masse d'air chaud rencontre une
masse d'air froid, l'air chaud se refroidit et une
partie de l'eau qu'il contenait sous forme de gaz
devient liquide. Il se forme donc des nuages à la
frontière entre deux masses d'air.
En météorologie, on parle alors du passage d'une
perturbation. La perturbation associée au passage d'un front chaud est en général annoncée par des
nuages d'altitude : le fameux voile de cirrostratus qui annonce l'arrivée du mauvais temps.
C - Les nuages qui se forment lorsque le vent souffle sur les reliefs
Lorsque le vent souffle perpendiculairement à une
montagne, il pousse de l'air chaud de la vallée
vers le sommet. En montant, la pression de l'air
diminue et donc sa température diminue.
Si la montagne est suffisamment haute, l'eau
contenue dans l'air se condense et forme un
nuage au sommet de la montagne.
L'effet de Foehn
L'effet de Foehn apparait lorsque la température nécessaire pour observer les premières gouttelettes
d'eau est associée à une altitude plus basse que le sommet de la montagne. On peut alors observer de
la pluie sur ce versant et l'air se décharge de son eau. Lorsque l'air arrive au sommet de la montagne, il
contient moins d'eau. L'air qui redescend de la montagne est donc un air sec. C'est ce que l'on appelle
l'effet de Foehn que l'on retrouve par exemple en Alsace sur les côteaux viticoles.
D - Les nuages formés au voisinage du sol : la brume et le brouillard
Le brouillard et la brume sont deux nuages qui se forment au voisinage du sol. On parle de brouillard
quand la visibilité est inférieure à 1 km et de brume quand la visibilité est comprise entre 1 et 5 km.
Le brouillard de rayonnement
Le brouillard de rayonnement est le brouillard que l'on rencontre le plus fréquemment en France
métropolitaine. Il se forme en général la nuit, par "beau temps" (c'est-à-dire sous un ciel dégagé), et par
vent faible.
DOSSIER THÉMATIQUE

Lorsque le soleil se couche, le sol ainsi que l'air à son contact commencent à refroidir. Si l'air était
suffisamment humide et si la température devient suffisamment basse, l'eau en excès se condense en
petite gouttelettes : c'est le brouillard.
L'apparition de brouillard est donc favorisée par l'humidité, un ciel dégagé et un vent faible.
DOSSIER THÉMATIQUE
Références
- Techniguide de la météo, J-L Vallée, éditions Nathan
- Dossier Météo-France sur les nuages :
http://www.meteofrance.fr/prevoir-le-temps/phenomenes-meteo/les-nuages#
- Dossier Météo-France sur le brouillard :
http://www.meteofrance.fr/activites-recherche/mieux-comprendre-les-phenomenes-
atmospheriques/brouillard
- Fiche météo-France sur l'humidité de l'air :
http://www.meteofrance.fr/prevoir-le-temps/observer-le-temps/parametres-
observes/humidite
- Culture-sciences-physique : Pourquoi les nuages ne tombent-ils pas?
http://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/QSnuagesSol.xml