La formation des nuages

Les nuages sont composés de minuscules particules d'eau (sous forme liquide ou sous forme de glace, ou les deux à la fois), en suspension dans l'atmosphère. Le rayonnement solaire sur les océans et sur les continents provoque l'évaporation de l'eau. L'atmosphère contient ainsi des milliards de tonnes de vapeur d'eau, invisible. Plus l'air est chaud, plus il peut contenir de la vapeur d'eau ; mais, au-delà d'une certaine quantité, il y a saturation et la vapeur d'eau se condense sous la forme de fines gouttelettes, de un ou deux centièmes de millimètre. Ces gouttelettes se forment autour de minuscules particules d'environ 10^− 4 mm, qui peuvent être des poussières arrachées au sol, des particules issues d'éruptions volcaniques, des pollens, etc. On les appelle « noyaux de condensation ». Les gouttelettes, trop légères pour tomber, se regroupent, formant un amas suffisamment dense pour qu'il soit visible : c'est le nuage. Les nuages sont souvent à des températures inférieures à 0 °C ; néanmoins les gouttelettes, coexistant avec des cristaux de glace, peuvent continuer à se maintenir à l'état liquide. Ce phénomène, qui permet à l'eau de rester liquide au-dessous de 0 °C, parfois jusqu'à − 30 °C, s'appelle la « surfusion ». Cet état est très instable et, au moindre choc, les gouttelettes se transforment en cristaux de glace.

Ces différents nuages se répartissent, dans la troposphère, en trois étages dont l'altitude varie selon la latitude :

- l'étage supérieur (à plus de 4 à 8 km d'altitude) renferme des nuages constitués uniquement de glace : le cirrus (Ci), le cirrostratus (Cs) et le cirrocumulus (Cc) ;

- l'étage moyen (entre 2 et 4 à 8 km d'altitude) renferme des nuages constitués d'eau liquide et de glace : l'altocumulus (Ac), le nimbostratus (Ns) et l'altostratus (As) ;

- l'étage inférieur (à moins de 2 km d'altitude) renferme des nuages constitués uniquement d'eau liquide : le cumulus (Cu), le stratocumulus (Sc) et le stratus (St). Le cumulonimbus (Cb) est un nuage à très grand développement vertical dont la base se situe dans l'étage inférieur et le sommet dans l'étage supérieur.

Les systèmes nuageux

• La tête d'un système nuageux correspond au secteur froid antérieur, avec les cirrus qui annoncent le front chaud.
  
• Le corps correspond aux trois fronts (chaud, froid, occlus [lorsqu'un front froid rattrape un front chaud]), avec leurs nuages bas, épais et sombres (altostratus et nimbostratus, puis cumulonimbus du front froid), accompagnés de précipitations continues.
• La traîne est la zone instable du secteur froid postérieur, avec ses averses et ses éclaircies, ses nappes de stratocumulus trouées de bleu ou ses cumulus bourgeonnants voguant sur le ciel clair.
• Les marges comportent des cirrus, des stratocumulus et des altocumulus en évolution incessante.
• La zone de liaison marque le ciel couvert de stratus du secteur chaud.
• Entre deux systèmes nuageux s'étend une zone de beau temps appelée intervalle  (ciel clair ou peuplé de rares cumulus peu développés).