Deux ingrédients sont nécessaires pour que les nuages deviennent visibles: l’eau, bien sûr, et les noyaux.
Noyaux
Sous une forme ou une autre, l’eau est toujours présente dans l’atmosphère. Cependant, les molécules d’eau dans l’atmosphère sont trop petites pour se lier ensemble pour la formation de gouttelettes de nuages. Ils ont besoin d’une surface « plus plate », d’un objet d’un rayon d’au moins un micromètre (un millionième de mètre) sur lequel ils peuvent former une liaison. Ces objets sont appelés noyaux.
Les noyaux sont de minuscules particules solides et liquides présentes en abondance. Ils se composent de particules de fumée provenant d’incendies ou de volcans, d’embruns océaniques ou de minuscules taches de sol soufflées par le vent. Ces noyaux sont hygroscopiques, ce qui signifie qu’ils attirent les molécules d’eau.
Appelées « noyaux de condensation des nuages », ces particules attirant les molécules d’eau ont environ 1 / 100e de la taille d’une gouttelette de nuage sur laquelle l’eau se condense.
Par conséquent, chaque gouttelette de nuage a un grain de saleté, de poussière ou de cristal de sel en son cœur. Mais, même avec un noyau de condensation, la gouttelette nuageuse est essentiellement composée d’eau pure.
Rôle de la température
Mais avoir des noyaux attirant l’eau n’est pas suffisant pour qu’un nuage se forme car la température de l’air doit être inférieure au point de saturation. Appelé température du point de rosée, le point de saturation est l’endroit où l’évaporation est égale à la condensation.
Par conséquent, un nuage se produit lorsqu’un bloc d’air (appelé parcelle) contenant de la vapeur d’eau s’est refroidi en dessous du point de saturation. L’air peut atteindre le point de saturation de plusieurs façons. Le moyen le plus courant consiste à soulever de l’air de la surface vers l’atmosphère.
Lorsqu’une bulle d’air, appelée parcelle, s’élève, elle se déplace vers une pression plus basse puisque la pression diminue avec la hauteur. Le résultat est que la parcelle prend de la taille à mesure qu’elle augmente. Cela nécessite que l’énergie thermique soit retirée du colis. Appelé processus adiabatique, lorsque l’air monte et se dilate, il se refroidit.
La vitesse à laquelle la parcelle se refroidit avec une élévation croissante est appelée « taux de déchéance ». Le taux de déchéance (le taux de déchéance ou de diminution de la température) de l’air insaturé (air avec une humidité relative < 100%) est de 5,5 ° F par 1000 pieds (9,8 ° C par kilomètre). Appelé taux de déchéance sèche, pour chaque élévation de 1000 pieds, la température de l’air diminuera de 5,5 ° F.
Une fois que la parcelle aura atteint la température de saturation (humidité relative de 100%), la vapeur d’eau se condensera sur les noyaux de condensation du nuage, entraînant la formation d’une gouttelette de nuage.
Mais l’atmosphère est en mouvement constant. Lorsque l’air monte, de l’air plus sec est ajouté (entraîné) dans la parcelle montante, de sorte que la condensation et l’évaporation se produisent continuellement. Ainsi, des gouttelettes de nuages se forment et se dissipent constamment.
Par conséquent, les nuages se forment et se développent lorsqu’il y a plus de condensation sur les noyaux que d’évaporation à partir des noyaux. Inversement, ils se dissipent s’il y a plus d’évaporation que de condensation. Ainsi, les nuages apparaissent et disparaissent ainsi que changent constamment de forme.
Leçon d’apprentissage: Nuages fumants