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Combien pèse un nuage ?

Le 05/10/2013 à 14:34:46
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Le soleil nous a de nouveau quittés, laissant place à la grisaille. Au fait, saviez-vous qu’un nuage pesait plusieurs milliers de tonnes, voire des millions ? Explications avec Étienne Kapikian, prévisionniste à Météo France.

Après nous avoir laissé plusieurs semaines de répit, le revoilà, bien décidé à nous saper le moral : le mauvais temps. Histoire de chasser le spleen de cette rentrée, gardons la tête dans les nuages avec cette petite question : combien pèsent-ils ? Quand on les observe, les nuages nous semblent vaporeux ; on les compare à du coton, à de la barbe à papa ou de la crème Chantilly. Mais comme le dit l’adage, les apparences sont souvent trompeuses. Un nuage, c’est en fait très lourd, extrêmement lourd. Selon Étienne Kapikian, prévisionniste à Météo France, Il peut peser plusieurs millions de tonnes. Explications.

Un cumulonimbus pèse plus d’un milliard de tonnes

Quel est le poids moyen d’un nuage ?

Étienne Kapikian : La densité d’eau d’un nuage est d’environ 0,5 g/m³. Ainsi, un nuage de 100 km³ comprend 50 000 tonnes d’eau liquide. Si on prend en compte la totalité des composantes, et en particulier la vapeur d’eau et l’air sec, le nuage peut peser jusqu’à 100 millions de tonnes. Il peut s’agir, par exemple, d’un gros cumulus (cumulus congestus).

> À titre comparatif, la statue de la Liberté pèse environ 225 000 kilos, la tour Eiffel 11 000 tonnes.

Qu’est-ce qui fait le poids d’un nuage ?

E.K. : Un nuage est composé d’air sec, de vapeur d’eau mais aussi de gouttelettes ou de cristaux de glaces qui vont réfléchir la lumière. C’est de là que provient l’opacité des nuages. Mais contrairement à ce que l’on pourrait croire, les nuages sont composés en grande partie d’air, de matière non palpable. La partie gazeuse (en particulier l'air sec) représente plus de 99,9 % du volume total, et même si sa masse est environ 1 000 fois plus faible que celle des gouttelettes d'eau liquide, son volume est tel que c'est de cette partie gazeuse dont dépend le poids d’un nuage.

Combien pèse le plus lourd des nuages ?

E.K. : Plus un nuage est imposant, plus il est lourd. Le plus gros des nuages est le cumulonimbus, à l’origine des orages et autres phénomènes violents. Il mesure, en moyenne, entre 5 et 10 kilomètres de largeur et de longueur, et une dizaine de kilomètres en hauteur. Il pèse plus d’un milliard de tonnes au total, dont quelques millions de tonnes d’eau liquide ou solide.

Et le plus léger ?

E.K. : Les nuages les plus petits mesurent une centaine de mètres (longueur, largeur et hauteur). Ils pèsent plusieurs milliers de tonnes, voire un million dans certains cas. Parmi les nuages les plus petits, on retrouve le cumulus humilis, ce tout petit « mouton » blanc qu’on voit parfois dans un grand ciel bleu par beau temps. Pour atteindre le million de tonnes, il faut un cumulus plutôt de l'ordre de 1 000 mètres de dimensions, soit un cumulus humilis un peu plus développé ou un banc de stratocumulus.

Le poids d’un nuage ne dépend pas de son altitude

Le poids diffère-t-il selon la nature du nuage (cumulus, stratus, cirrus…)?

E.K. : Le stratus, par exemple, est composé d’une multitude de fines gouttelettes ; le cirrus d’une multitude de cristaux de gouttes. Le cumulonimbus, lui, contient moins de gouttelettes mais elles sont plus grosses. Au final, il y a quand même une légère différence de masse : 1 m³ de cumulonimbus va peser un peu plus lourd qu’1 m³ de stratus. La différence est plus forte si on ne s'intéresse qu'à la teneur en eau liquide mais minime si on s’intéresse à la masse totale, composante gazeuse incluse. C’est donc moins le type de nuage qui joue que le volume.

> Lire aussi : Prévisions météo - que disent les nuages ?

Plus un nuage est bas, plus il est lourd ?

E.K. : Pas du tout ! Un nuage est formé à partir d’air humide. Prenons un exemple avec une température d’environ 20°C près du sol. La masse d’air va remonter puis se refroidir rapidement si l’air est humide. Des petites gouttelettes vont se former et un nuage va apparaître. En revanche, si l’air est sec, la masse d’air va devoir monter plus haut avant de se refroidir. Cela peut aller jusqu’à 3 ou 4 kilomètres d’altitude. La hauteur d’un nuage dépend de l’humidité de l’atmosphère dans ses différentes couches, en particulier dans la couche la plus basse. Le poids d’un nuage n’a pas d’incidence sur sa hauteur, et vice-versa.

Comment un nuage fait-il pour flotter dans les airs ?

E.K. : On entend souvent que ce sont les courants verticaux qui permettent aux nuages de se maintenir dans les airs. C’est vrai mais ce n’est pas le seul facteur. D’ailleurs, en l’absence de ces courants, les nuages ne tomberaient pas.

En réalité, les nuages flottent grâce à un équilibre subtil entre température, humidité et pression atmosphérique. Dans un nuage, il y a en simultané de l’air qui monte et de l’air qui descend. Les gouttelettes d’eau nuageuse présentes en lui ont une durée de vie limitée (quelques minutes). Si elles redescendent par le bas du nuage - poussées par un courant descendant -, elles vont tout de suite se retransformer en vapeur d'eau (à la même altitude que celle où elles se sont formées en montant) car cette petite descente va faire augmenter leur température et les faire se « désaturer » en humidité. Ainsi, des gouttelettes se forment puis se détruisent, puis se reforment, etc. Il y a un renouvellement perpétuel de l’air dans un seul et même nuage. C’est cette alternance qui crée un équilibre et qui empêche les nuages de tomber.

Et d’où vient la pluie ?

E.K. : Il faut que les mouvements ascendants dans une partie du nuage aient maintenu des gouttelettes suffisamment longtemps en suspension pour qu'elles aient pu grossir, par rencontre avec d'autres gouttelettes ou cristaux. Une fois que les gouttes de pluie ou cristaux de neige sont trop grosses et donc trop lourdes par rapport aux vents ascendants, elles vont tomber et sortir du nuage. À partir de là, soit elles rencontrent de l'air sec et s'évaporent avant d'atteindre le sol, soit l'air n'est pas trop sec et il va falloir sortir le parapluie !

C'est dans les cumulonimbus que l'on trouve les plus forts vents ascendants (jusqu'à environ 100 km/h), ce qui explique les violentes averses de pluie ou de grêle associées à ce nuage. Dans les stratus ou altostratus, les vents ascendants ne dépassent guère 1 km/h, et on se retrouve avec de petites pluies faibles ou du crachin, breton ou pas.

Les différents types de nuages :

© Météo France


> Lire aussi : Quel temps fera-t-il en 2055 ?

Par Cécile David

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