Répartition des nuages dans la troposphère

Répartition des nuages dans la troposphère
Les nuages sont répartis sur 3 niveaux de la troposphère
Sur l'étage inferieur , situé entre 0 et 2000 mètres , ont y retrouve:
- Le Statocumulus
- Le Stratus
- Le Cumulus
- Le Cumulonimbus
Sur l'étage moyen, situé entre 2000 et 7000 mètres , se trouve:
- L'Altocumulus
- L'Altostratus
- Le Nimbostratus
Et enfin sur l'étage superieur , situé entre 5000 et 15000 mètres on y trouve:
- Le Cirrus
- Le Cirrocumulus
- Le Cirrostratus
A noter que le Nimbostratus, le Cumulus ainsi que le cumulonimbus , peuvent se retrouver
sur les différents niveaux.
Il existe également plusieurs espèces ( Fibratus; Capillatus; Congestus etc....), variétés (Opacus; Undulatus;
Duplicatus etc...), mais aussi différentes caractéristiques supplémentaires de nuages ( Incus; Mammatus;
Pileus...), que nous n'étudirons pas pour le moment.
On peut donc parler (pour donner un exemple) de :
Cumulonimbus capillatus incus, ou bien de Cirrus Spissatus avec Virga etc.....
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Les différents types de nuages
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Le Statocumulus (Sc)
Nuage gris voire assez sombre, étalé mais peu épais, il peu laisser apparaître le soleil de
temps en temps. Il est essentiellement constitué de gouttelettes d'eau.
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Le Stratus (St)
Nuage à base assez uniforme et assez basse, qui donne souvent du brouillard ainsi que de
la bruine
Le Cumulus (Cu)
Nuage a la base plus ou moins plate , mais a développement vertical, ce qui évoque souvent
des choux fleurs voire des tours. Ses contours sont net.
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Le Cumulonimbus (Cb)
C'est le plus gros des nuages. C'est un nuage orageux à forte extension verticale générateur
de phénomènes orageux dont la foudre, dans lequel de forts courants verticaux provoquent
d’importantes turbulences. Il prend naissance généralement au niveau inferieur ou moyen ,
et son sommet se situe au niveau superieur. Il est souvent caractérisé par une forme en
enclume et une base sombre, ce qui annonce souvent du trés mauvais temps.
Le Nimbostratus (Sc)
Nuage gris sombre, avec une couche nuageuse assez épaisse et pouvant
atteindre les 4500 mètres.
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Le Cirrus (Ci)
Nuage de l'étage superieur, situé entre 6000 et 12000 mètres. Les cirrus
ressemblent à de longs filements blancs, et sont composées de cristaux de
glace. Le soleil les traverse sans problèmes. Ils prennent une couleur rosée
voire rougeâtre au couché du soleil.
Cirrocumulus (Cc)
Ce nuage est trés élévé et est constitué de cristaux de glace et parfois
d'eau surfondue. Il ressemble a de petites balles ou à des fleurs de coton
disposées en banc.
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Le Cirrostratus (Cs)
Ce nuage est de même nature que le cirus. Il est fibreux et transparent. Il
ressemble a un voile laiteux, et crer parfois un halo autour de la lune ou du
soleil.
Altocumulus (Ac)
Situé entre 2000 et 6000 mètres, il est constitué de nappes de nuages
blancs ou gris, ainsi que de gouttelettes d'eau et parfois de cristaux de
glace. Il est souvent annonciateur d'orages.
En résumé :
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En regardant les nuages on peut constater que si le nuage est :
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Un cirrus (très haut dans le ciel et effiloché), temps chaud en
prévision;
Un cirrocumulus (ruban de nuages en travers du ciel), la pluie viendra
bientôt;
Un altocumulus (nuage blanc en petite boule dans le ciel), il peut
pleuvoir demain;
Un nuage d'orage (plus large au sommet qu'à la base), tonnerre et
averse en prévision
Un cumulus en hauteur, averse très bientôt;
Un cumulus aplati, journée chaude et ensoleillée;
Un nimbostratus (nuage gris couvrant tout le ciel), bruine et pluie ne
tarderont certainement pas.
Un brouillard (le nuage est très près du sol).
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Conditions de formation d'un orage
Où se forment les orages ?
Les orages peuvent se former quasiment n'importe où. Cependant, ils seront beaucoup moins nombreux au
nord de l'Angleterre que près de l'équateur. Ils sont inexistants dans les régions polaires ou subpolaires. Il y
a donc un affaiblissement de la force des orages en s'éloignant de l'équateur. Ceci est expliqué par deux
raisons principales qui sont : la chaleur et l'humidité. En effet il fera beaucoup plus chaud près de l'équateur
que vers la Norvège. L'humidité n'étant pas la même non plus. Plus il fera chaud et humide, et plus les tours
cumuliformes des cumulonimbus pourront se développer verticalement et latéralement, donc plus l'orage
sera violent.
Conditions de formation d'un orage
Pour qu'il y ait orage , il faut qu'il y ait un mouvement vertical rapide de l'air instable et humide vers le haut.
Une masse d'air humide s'élève rapidement, en s'élevant l'air se refroidit et se condense.
Cette condensation provoque un dégagement de chaleur latente, ainsi l'air saturé devient plus chaud que
l'air ambiant et continue donc de s'élever naturellement, on parle de cellule convective qui donne forme à
des cumulus ou des cumulonimbus.
De violents courants d'air verticaux entraînent l'humidité, les fragments de glace, les grêlons et les
gouttelettes d'eau à l'intérieur du nuage.
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Ces frottements créent une séparation des charges électriques.
Les particules les plus fines, chargées d'électricité positive, se dirigent vers le sommet. Les plus lourdes
chargées d'électricité négative vont vers la base. À cause des mouvements verticaux très violents et
puissants, il y a déséquilibre entre les charges électriques à l'intérieur du nuage ainsi qu'à l'extérieur, entre
la base négative du nuage et le sol positif.
Quand les charges accumulées deviennent trop importantes, et surtout lorsqu'il y a opposition directe entre
ces charges, il y a décharge électrique (éclair) et un orage éclate.
Source de l'image: http://http://www.meteo.fr
Vidéo explicative:
Les orages se forment aussi à l'intérieur des dépressions, à l'arrière du front chaud mais à l'avant du front
froid.
Là où passe le front froid, l'air chaud et humide est soulevé ce qui provoque la formation de nuages.
Si la montée de l'air est suffisamment rapide, des lignes d'orages composées de cumulonimbus se forment,
de la pluie pouvant être forte par moment est alors a prévoir.
Durée de vie d'un orage
Les orages ont une durée de vie assez faible. Ils durent de 5 minutes à 30 minutes en général. Leur vitesse
de déplacement se situe entre 30 et 60 km/h La mort d'un orage survient lorsque son carburant vital
s'épuise ou ne peut alimenter le nuage. Ceci survient lorsque, d'une part, la pluie qui tombe du nuage vient
à ralentir ou renverser le mouvement ascendant de l'air. D'autre part, l'air étant refroidi au contact avec la
pluie qui tombe, ceci limite l'apport d'énergie au nuage.
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A savoir:
Pour qu'un orage se forme, il lui faut de l'humidité et de la chaleur.
Ils peuvent se former :
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A l’occasion d’un changement de masse d’air, ce sont les orages
frontaux qui se rencontrent en toutes saisons.
Dans une même masse d'air, se sont les orages non frontaux.
A l'occasion de l'arrivée d’air très froid en altitude. Se sont les orages
post-frontaux que nous rencontrons plus souvent en automne et au
printemps; et les pré-frontaux que nous connaissons durant les
périodes les plus chaude. Dans la catégorie des pré et post-frontaux,
il y a les orages monocellulaires ( qui éclatent en général prés des
reliefs), et les orages supercellulaires (une seule cellule géantes. Ce
sont les plus violents).
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Les éclairs
Définition
Les éclairs sont des violentes étincelles qui jaillissent entre les zones de charges opposées, soit à l’intérieur
du nuage, soit entre celui-ci et le sol.
Les cumulonimbus se forment donc dans de l'air instable, de violents courants verticaux de prés de 100
km/h entraînent l'air chaud et humide en altitude, l'air en s'élevant se refroidit et se condense en des
fragments de glace, des grêlons et des gouttelettes de pluie. Du fait de leur masse les particules les plus
fines montent plus haut vers le sommet du nuage, le frottement entre ces particules et les plus grosses
restant à la base du nuage crée une séparation des charges électriques, les particules les plus légères se
chargent positivement et celle restant à la base du nuage négativement. Du fait des mouvements verticaux
violents, un déséquilibre entre les charges au sein du nuage se crée. Il en est de même entre le sol et la
base du nuage.
La foudre s'amorce par une toute petite étincelle à 8 Km à l'intérieur du nuage. Des électrons jaillissent et
parcourent une centaine de mètres puis s'arrête et se rapprochent pendant quelques millionièmes de
secondes, ensuite les électrons s'éloignent et se rapprochent à nouveau et recommencent plusieurs fois.
Ce canal ionisé se divise en plusieurs branches, on appel ce phénomène le précurseur. Il précède l'arrivée
de l'éclair. En se rapprochant du sol, l'activité électrique qu'il développe exerce une forte attraction sur le
champ électrique du sol.
L'arrivée du précurseur à une dizaine ou une centaine de mètres de la surface provoque une concentration
d'électricité négative, par contre coup le sol se charge d 'électricité positive. Certains objets sur le sol
réagissent en envoyant de petites étincelles de plasma lumineuse en direction du précurseur. Ces étincelles
essayent de se connecter au précurseur.
L'étincelle qui atteint son but déclenche l'éclair, une décharge de 10000 Ampères. Quand cette connexion
est établie, les électrons sont attirés vers le sol sous forme d'un éclair aveuglant. Les électrons les plus près
du sol sont attirés les premiers et ainsi de suite jusqu'à la charge du nuage lui-même. L'éclair s'élève du sol
vers le nuage.
Lorsque la foudre frappe le sol, l'électricité se disperse dans toutes les directions et parcourt plusieurs
centaines de mètres dans le sol.
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Différents types d'éclairs
Fulminants
Ils sont en sillons qui ne sont ni rectilignes ni en zigzag, mais courbés avec des arrondis
graduels.
Ramifiés
Ils sont en sillons qui ne sont ni rectilignes ni en zigzag, mais courbés avec des arrondis
graduels.
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Sinueux
Ils ont de nombreux traits et segments assez apparents.
Foudre globulaire (boule)
Elle se présente sous la forme d'une sphère lumineuse qui apparaît lors d'un orage, d'un
diamètre compris entre cinq et trente centimètres.
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Les + :
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Un éclair peut parcourir une distance de 25 à 50 km, avoir une
épaisseur de 3 cm, une température de 30 000°c.
Il peut atteindre la vitesse de 40 000 km/s, et un voltage de 100
millions de volts.
Un éclair rouge indique de la pluie dans l'air.
Un éclair bleu la présence de grêle.
Un éclair jaune est un signe d'une quantité importante de poussière
dans l'atmosphère.
Un éclair blanc est signe d'un air très sec.
Le tonnerre
Définition
Le tonnerre est le son qui suit l'apparition d'un éclair.
Le passage du courant cause une brutale élévation de la température de l'air pouvant atteindre 25 000 voire
30 000 °C, ce qui a pour effet de faire monter la pression interne dans le canal de l'éclair.
La pression à l'intérieur du canal étant considérablement plus élevée que la pression extérieure, une
violente dilatation entraîne l'explosion de celui-ci qui se propage sous la forme d'une onde de choc, puis
d'une vibration acoustique, dont l'intensité sonore sera proportionelle à l'amplitude du courant et
inversement proportionelle à la distance de l'éclair.
Lorsque l'éclair est droit et court, les ondes produites s'entendent comme un seul coup de tonnerre.
Lorsqu'il est long et présente des fourches, on entend une succession de coups et de grondements. Etant
donné que la vitesse de la lumière de l'éclair se déplace à environ 300 000 km/s, et que le son se déplace à
337 m/s, c'est pour cela que l'on entend le tonnerre un moment aprés avoir vu l'éclair.
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