Hauteur des différents nuages : explication ?

[adri34]

Bonjour,

Je me suis posé la question et je n'ai jamais vu de réponse.

Pourquoi y a t il plusieurs étages de nuages parfois même en même temps. Hier 3 étages cirrostratus puis Altocumulus en dessous et cumulus en dessous. Les 3 visibles mais qu'est ce qui fait qu'il y a plusieurs formes et étages ? Il n'y avait pas que du cumuliforme.

Donc voilà.

[Météodu37]

Déjà on a 3 classification de nuages :

Les nuages élevés ( Stratiformes ) : Cirrus ( Ci ), Cirrocumulus ( Cc ) et Cirrostratus ( Cs ).

Les nuages moyens ( Stratiformes ) : Altocumulus ( Ac ), Altostratus ( As ) et Nimbostratus ( Ns ).

Les nuages bas ( Stratiformes ) : Stratus ( St ) et Stratocumulus ( Sc ).

Mais il faut préciser que l'on a les nuages Cumuliformes ( Cu ) tel que le Cumulus et ses variantes :

- Fractocumulus ( Cu fra ), Cumulus humilis ( Cu hum ), Cumulus médiocris ( Cu med ), Cumulus congestus ( Cu con ), Cumulus pileus ( Cu pil ) et Cumulus genitus ( Cu gen ).

En ce qu'il concerne le Cumulonimbus ( Cb ) et ses variantes ( Incus, Calvus, Capillatus ) il entre dans les 3 classifications ( Nuages bas pour sa base, nuages moyen pour le coeur du nuage et nuages hauts pour sont sommet ).

Les nuages n'ont pas la même altitude selon les régions du globe et les saisons ( particulièrement aux tropiques... ). Il peut arriver que chez nous, certains nuages dépassent la Tropopause, mais il ne s'agît que des cas de Cumulonimbus présentant une intense convection ( Overshoot en anglais et sommet pénétrant en français ) c'est lorsque qu'un Cumulus perce le sommet du Cumulonimbus et dépasse l'altitude de la Tropopause.

Pourquoi plusieurs étages ? tout simplement parce que lorsque qu'une particule est en ascension, elle va essayer de trouver sont point d'équilibre ( même température que l'air ambiant ). En terme plus technique, elle suit sont gradient adiabatique plus ou moins saturé selon le point de rosée. Une fois que la température de la particule atteint la même température que l'air ambiant, celle-ci se sature ( gradient adiabatique saturé ) et se forme le nuage. Il faut savoir que plus l'on mont avec l'altitude plus la température se refroidi. C'est pour ça qu'on observe 3 étages différents et plusieurs formes.

[MP84120]

Je l'ai remarqué aussi, notamment lundi quand le ciel se couvrait, on voyait bien les 3 étages de nuages, qui d'ailleurs n’avançaient pas dans le même sens et parfois même à un sens quasiment opposé d'un étage à l'autre!

[James]

Ce phénomène est bien visible également lors des cisaillements, quand des nuages vont dans un autre sens que les nuages plus en altitude.

[Météodu37]

Après aussi, tout dépend du flux en surface, moyenne et haute altitude. Tout peut changer avec une anomalie qui passe en altitude et puis la présence d'un anticyclone en surface.... bref c'est toujours aussi fascinant d'observer ce genre de phénomène

[Damien49]

Pour répondre à ta question, il faut différencier 2 types de nuages :

- les nuages cumuliformes

- les nuages stratiformes

Pour les 1er c'est un peu plus compliqué, car dépend de l'instabilité, donc ce qui est important c'est d'étudier l'état de l’atmosphère au point de départ vers le bas qui conditionne l'apparition d'un nuage cumuliforme, puis l'énergie (CAPE) qui conditionne son extension verticale jusqu'à la fin vers le haut. Je rentre pas dans les détails puisque c'est pas ta question, mais y'a juste à se souvenir que les nuages cumuliformes se développent verticalement en partant du bas et peuvent donc se trouver si les conditions sont propices sur les 3 étages, tout en transperçant les nuages stratiformes au-dessus, puisque c'est le niveau du bas qui conditionne leur apparition.

Pour les second, il se développent dans un air stable et c'est très simple à comprendre si tu regardes un radiosondage

J'en prend un au pif :

La courbe bleu pointillé concerne le point de rosée, elle est calculé en fonction de l'écart entre la courbe bleu (pseudoadiabatique thermo mouillé) et la courbe rouge (température). Mais on s'en fout de savoir à quoi correspondent les courbes. Tout ce qu'il y a à retenir, c'est que plus l'air est humide, plus les lignes se rapprochent jusqu'à se rejoindre lorsqu'il y a saturation (courbes qui se touchent). Et quand tu as saturation, tu as alors développement de nuage (humidité à 100%).

Comme tu vois, on remarque qu'il y a différents niveaux de couches plus ou moins humides. L'état de l'épaisseur de l'atmosphère est loin d'être un truc très homogène.

En fait pas besoin qu'elle se touchent absolument pour avoir des nuages, car localement tu peux avoir des forçages qui vont influencer cet état parfait de l'atmosphère (représenté par un radiosondage) dans un sens ou dans l'autre. Mais plus l'air est humide, plus il y a des chances tout de même d'avoir des nuages stratiformes.

Sur le radiosondage de Trappes donc, l'air est très humide en basse et moyenne couche et probablement même qu'il pleut tellement c'est humide. Et au-dessus tu as plusieurs couches de nuages de moyenne et haute altitude. Dans l'ensemble et sans même prendre en compte l'instabilité ou non de l'atmosphère, cela à l'air bien encombré de nuages stratiformes.

Et à Brest :

A Brest l'air est humide en basse couche aussi (mais quand même beaucoup moins que l'autre), l'air est par contre bien sec à moyenne altitude et tu as probablement quelques cirrus qui se baladent en haute altitude, mais probablement pas de façon homogène.

[adri34]

Je connais bien la classification des nuages mais avouez que c'est curieux d'avoir plusieurs étages bien définis.

qu'est ce qui fait que tel ou tel nuage se forme en dehors des cumulus et cumulonimbus ?

Ce qui m'intéresse c'est pourquoi dans un ciel on aura un cirrostratus puis un Altocumulus un peu élevé même cirro c'était une sorte de dégradé puis quelques cirrus uncinus d'un côté ? On aurait dit qu'il y avait 4 étages même s'il n'y a que 3 il y avait des couches différentes.

En tout cas merci pour ces réponses claires.

[Damien49]

Visiblement j'ai pas été très clair

[adri34]

Je viens de le relire et tu semble dire que les nuages de type cumuliforme et stratiforme ne se forment pas dans les mêmes conditions, un dans un air stable l'autre dans un air instable.

Sauf que l'on peut en retrouver des deux sortes sur plusieurs étages au même moment, je l'ai observé plus d'une fois ! Donc c'est là ma question comment expliquer qu'il y ait tel ou tel type de nuage ensemble. J'ai déjà vu cirrostratus et altocumulus ensemble par exemple. Avec des cirrus d'un côté aussi.

C'était un gros paquet de nuages d'altitude en même temps de toutes formes.

J'ai relevé aussi que tous les nuages cumuliformes se forment dans un air instable, les cirrocumulus aussi ? Pourtant ils ne se développent pas en partant du bas (ou alors je n'avais pas compris cela) ce ne sont pas des nuages à développement vertical.

Donc en résumé pour qu'un cirrocumulus se forme il faut que l'air soit instable et qu'à cette altitude l'air soit saturé. C'est bien cela ?

[Damien49]

Je pense que c'est parce que tu n'as pas compris comment l'instabilité fonctionne sur un radiosondage. L'instabilité est une dynamique verticale et ce sont les conditions de départ du bas qui comptent. Un cumulus une fois parti verticalement, va ensuite rencontré des couches d'air stable situé au-dessus. Parfois c'est d'ailleurs ce qui va arrêter son extension verticale mais parfois même cela ne l’arrêtera pas et il transpercera ces couches stables. Une inversion thermique par exemple c'est une couche stable.

[adri34]

Possible même si je connais quand même un peu le radiosondage.

Pour les cumulus à extension verticale j'ai compris qu'elles sont les caractéristiques qui permettent son développement.

Mais je reviens toujours à mon exemple de l'étage supérieur pourquoi à t on un cirrostratus un cirrocumulus à l'étage supérieur. Il faut un air instable et saturé à cette altitude pour retrouver par exemple le cc ? C'est ce que j'essaie de comprendre.

[Damien49]

Il faut un air instable et saturé à cette altitude pour retrouver par exemple le cc ?

Grossièrement oui. Maintenant tu n'as pas forcément besoin que l'air soit saturé, pour qu'un nuage cumuliforme apparaisse. De l'instabilité potentielle suffit. Il est clair que l'instabilité à cette altitude doit être très faible et la CAPE à haute altitude ne doit pas dépasser les 10 J/Kg je pense (je vais pas faire d'affirmation car en fait j'en sais rien). Après la plupart du temps faut retenir que les cirrocumulus se développent à parti de cirrus, donc ce sont des cirrus qui viennent de prendre un peu d'instabilité.

Enfin un radiosondage te donne un état idéal de l'atmosphère, sans prendre en compte les forçages locaux. Vu le peu d'instabilité en jeux, si l'air est dans un état proche de la limite instable mais reste stable (ce qui arrive finalement assez souvent), un simple petit forçage va rendre une partie de l’atmosphère instable alors que partout autour et sur ton radiosondage ton air est stable. Ce qui répond à ta question.

[adri34]

Ok j'ai compris merci bien