Les nuages : force de la nature

Les nuages : force de la nature
TPE 1ère S1
Lycée Maurice Eliot
2010-2011
Physique-Chimie / SVT

PLAN
I-PRINCIPE ET FORMATION DES NUAGES
A- ASCENDANCE DUE A LA CONVECTION
B- ASCENDANCE DUE A UN FRONT
C- ASCENDANCE DUE AU RELIEF : SOULEVEMENT OROGRAPHIQUE
II-DIFFERENTES FAMILES DE NUAGES
III-LE CUMULONIMBUS : MAITRE DU TEMPS
IV-LA PHYSIQUE DES NUAGES
V-LES INSTRUMENTS DE MESURE ET MOYENS D’OBSERVATION

LES NUAGES : force de la Nature
En levant les yeux vers le ciel, lequel d’entre nous n’a jamais tenté de décrire chacun des
nuages qui passaient au dessus de lui. On a l’impression de chacun sont différents et nous
avons tous raison, cependant pas pour une raison de forme mais pour d’autres raisons bien
plus complexes. N’existe-t-il qu’un seul nuage? Si non, comment peut-on les voir ou encore
les anticiper?
I –Principe et formation des nuages
Un nuage est formé par un ensemble de minuscules gouttelettes d’eau ou de cristaux de glace en
suspension dans l’atmosphère. Il a pour origine l’ascendance d’une poche d’air réchauffée par le
Soleil. Au fur et à mesure de son ascension, celle-ci rencontre des températures et des pressions de
plus en plus basses. De cette rencontre air chaud, air froid se produit la condensation de l’air (car l’air
froid ne peut pas contenir autant d’humidité que l’air chaud). Néanmoins, ce phénomène physique
ne pourrait pas avoir lieu sans la présence d’aérosols, qui sont des particules de matière organiques,
de sel marin, de poussières, et de fumée en suspension dans l’air. Tous les nuages, quel qu’ils soient
ne peuvent se former que dans la Troposphère. En effet, cette première couche de l’atmosphère est
le foyer de turbulences atmosphériques et de manifestations météorologiques les plus importantes.
Elle est couronnée d’une zone marquée par le calme de l’air et la stabilité des températures qui
empêche la formation des nuages au dessus de la Troposphère: c’est la Tropopause. Il existe trois
types de formation des nuages.
A-Ascendance due à la convection

Ce phénomène est fréquent l’été sur Terre et l’hiver sur la mer. Il résulte du soulèvement d’une
masse d’air chauffé par le soleil venant du sol (poussé d’Archimède) qui va rencontrer une masse
d’air froid instable au niveau de convection. De plus, la masse d’air ascendante est inferieure à la
masse d’air descendante car celle-ci subit des modifications de masse volumique. On passe donc
d’une énergie potentielle gravitationnelle à une énergie cinétique. La masse d’air chaud qui se
condense va libérer une chaleur latente (chaleur nécessaire au changement d’état gazeux- liquide)
qui entraine un contraste thermique et une poussé de convection.
B-Ascendance due à un front
Un front est une surface discontinue qui sépare deux masses d’air ayant des propriétés physiques
différentes. Il existe trois types de fronts responsables de la formation d’un nuage.
FRONT FROID : il s’agit d’une masse d’air froide venant du Nord qui se dirige vers les masses d’air
chaudes du Sud.
FRONT CHAUD : il s’agit d’une masse d’air chaude venant du sud qui se dirige vers les masses d’air
froides du Nord

FRONT OCCLUS : c’est le plus rapide déplacement d’air froid vers le Sud que d’air chaud vers le Nord.
Ainsi le front froid soulève le front chaud qui s’élève en altitude.
Sur ces trois zones de contact air chaud/air froid se développent des systèmes nuageux de grandes
étendues. Ces systèmes peuvent atteindre plusieurs milliers de kilomètres de longueurs sur quelques
centaines de kilomètres de largeur.
De plus, tous cet ensemble de fronts constituent la perturbation. En effet, grâce a la « théorie
norvégienne » on a mis en relation les modifications de conditions météorologiques (aspect du ciel,
pression atmosphérique, orientation du vent, températures…) avec la naissance de zones de front.
C- Ascendances due au relief : soulèvement orographique
Ce phénomène correspond à l’ascendance forcée d’une masse d’air humide pousse par un vent fort
qui va rencontrer un obstacle (exemple : une montagne). De cette ascension la masse d’air humide va