Où il est question de nuages et d’avions…

Bonjour à tous,

Aujourd’hui, je vais vous parler des nuages… de quoi sont-ils constitués ? comment se forment-ils ?

Lumière sur les nuages :

Les nuages sont des collections de petites gouttelettes d’eau et/ou de cristaux de glacedans l’atmosphère en concentrations assez grandes pour être visibles Il ne s’agit donc pas comme on le croit souvent de vapeur d’eau…

Alors pourquoi se forment-ils ? Pour répondre à cette question, il faut regarder d’un peu plus près les intéractions entre l’air et la vapeur d’eau présente dans l’air.

L’air est constitué d’un certains nombre de composés gazeux dont le d’oxygène (heureusement pour nous), de l’azote en grande partie et d’autres composants comme l’eau sous forme de vapeur d’eau. La quantité relative d’eau sous forme vapeur contenue dans l’air ambiant définit l’humidité ou encore l’hygrométrie.

Plus l’air est froid, moins il peut stocker de vapeur d’eau. A l’opposé, plus l’air est chaud, plus il peut stocker de molécules d’eau à l’état vapeur. Souvenez-vous ici, je vous racontais que la température était une mesure de l’état d’agitation d’un système. Ainsi, à haute température, les molécules d’air s’agitent dans tous les sens et s’écartent les unes des autres (d’où la dilatation des gaz quand on les chauffe) : il y a plus de place pour y loger les molécules d’eau de façon individuelle.

Quelques valeurs :

-A 0°C, l’air peut contenir jusqu’à 4,8 g de vapeur d’eau par m3

– A 10°C, l’air peut contenir jusqu’à 9,4 g de vapeur d’eau par m3

– A 20 °C, l’air peut contenir jusqu’à 17,2 g de vapeur d’eau par m3 d’air

Les valeurs données sont un maximum, on dit qu’on a alors un air « Saturé ». En dessous du maximum, on définit alors une humidité relative. 50 % d’humidité relative signifie que l’air contient la moitié de l’eau sous forme vapeur que ce qu’il pourrait contenir.

NB : L’humidité relative est un pourcentage tandis que l’humidité absolue est la quantité de vapeur / kg d’air sec.

Autre notion importante à retenir : la vapeur d’eau est un gaz INVISIBLE !! donc dès qu’on voit un filet, un nuage, un tourbillon, une trace dans le ciel ou dans l’air, ce n’est donc pas de la vapeur mais de la condensation sous forme de minuscules gouttelettes d’eau.

Lorsqu’on monte en altitude, la température décroit, ainsi que la pression (qui est le poids de la colonne d’air au-dessus), la quantité d’eau que l’air peut contenir diminue et à partir d’une certaine température ou altitude, la vapeur d’eau se condense : les molécules se regroupent pour passer à l’état liquide, sous forme de petites goutelettes ou sous forme de cristaux de glace (ce point dépend de la température rencontrée et de la présence de « points d’accroche pour les cristaux », qu’on appelle « noyeu de condensation », ce sont des micro poussières ou aérosols…).

Et quand pleut-il ?

Les gouttelettes d’eau ou de cristaux de glace doivent être grossis considérablement afin d’atteindre des tailles assez grandes pour tomber sous forme de pluie ou de neige.

1 million de gouttelettes d’eau dans un nuage = formation d’une goutte de pluie.

Et le brouillard alors ??

C’est purement et simplement un gros nuage qui est au ras du sol. La nuit, le sol ou les objets se refroidissent généralement plus vite que l’air chargé d’une certaine quantité de vapeur d’eau, il y a donc une inversion de température. L’air près du sol devient alors vite saturé en humidité et tout l’excédent se condense : d’où l’apparition du brouillard. LE brouillard apparaît aussi au-dessus des cours d’eau, des lacs qui par évaporation saturent l’air puis dépassent la saturation.

Si le sol et les objets présents sont à une température inférieure à 0°C, les minuscules gouttelettes d’eau qui vont s’y déposer, vont former du givre : on parle alors de brouillard givrant.

Le brouillard se dissipe lorsque le réchauffement (soleil, activité humaine) permet l’évaporation des gouttelettes d’eau.

Enfin un petit mot sur les traînées des avions

Source : Hommage aux « fous volants » : du F-16 à la navette spatiale. Document T.Lombry.

Il s’agit exactement du même phénomène : les gaz d’échappement de l’avion produisent de la vapeur d’eau. Les traînées d’échappement résultent de la saturation en vapeur d’eau des couches atmosphériques traversées par l’avion; cette saturation donnant lieu à la condensation et à la solidification ensuite d’une quantité suffisamment importante de vapeur d’eau.

Merci de votre intérêt et à bientôt.

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