Pourquoi est-ce que la plupart des nuages sont tout plats en bas?

        Allongé sur une douce prairie, en été, vous regardez passer les nuages au-dessus de vous. Certains y voient des dragons d'autres des oiseaux exotiques ou des chevaliers, et d'autres, des molécules d'eau... (mais non, pas tout le temps, rassurez-vous...)

Beaucoup de nuages ont la base toute plate, alors que l'on s'attendrait, tout comme un panache de fumée, à une forme tout à fait quelconque. Pourtant, même dans un nuage, règne un certain ordre. Et puis d'abord?... Qu'est-ce qu'un nuage? de l'eau liquide, de la vapeur d'eau ou de la glace?...

        Eliminons la vapeur d'eau! celle-ci est invisible: il y en a sûrement pas mal dans la pièce dans laquelle vous vous trouvez, pourtant, elle ne se voit pas. Le petit nuage blanc qui sort de votre bouche en hiver est constitué de minuscules gouttelettes d'eau, qui viennent de se condenser à partir de la vapeur présente dans votre respiration. Les nuages les plus bas ont la même constitution: de très petites gouttes d'eau en suspension. Tellement légères qu'elles sont supportées par les courants d'air ascendants. Si le nuage est plus haut, comme il y fait plus froid, l'eau liquide se transforme en de petits cristaux de glace. C'est par exemple le cas des "cirrus", ces nuages de haute altitude (environ 10 km) en forme de longues plumes, ou bien encore des traînées d'avion.

        Pour comprendre la forme des nuages, et par la même occasion deviner comment ils "tiennent" en l'air, il faut se pencher sur le parcours d'un peu d'eau s'évaporant depuis le sol. Le Soleil réchauffe le sol, et évapore de l'eau. Cette vapeur est un peu plus chaude que l'air ambiant, donc moins dense que lui. Celle-ci, invisible, grimpe de plus en plus haut, et se refroidit. Lorsque la "bonne" température sera atteinte, elle va commencer à condenser en des gouttes trop petites pour être visibles, qui poursuivent leur ascension en grossissant, car elles s'agglomèrent à leurs voisines. Donc, lorsque la couche d'air rencontrée est assez froide, les gouttes constituent un brouillard, qui devient visible depuis le sol. La base en est plate, car elle marque la zone ou la température et la pression ont juste les valeurs qu'il faut pour que la condensation survienne.

Mais notre goutte continue à grimper, emportée par le courant d'air ascendant. Elle peut même accélérer cette ascension, car la condensation libère de l'énergie, et contribue à relancer les courants montants (l'ébullition de l'eau nécessite de l'énergie, sa condensation en libère). Comme la goutte s'alourdit en même temps, il va y avoir un moment où elle va redescendre. Mais si elle redescend, elle se réchauffe et soit s'évapore à la base du nuage, soit devient assez légère pour reprendre son ascension, portée par les courants ascendants. Dans le nuage, il y a donc des mouvements de matière circulaires, c'est la convection. Ces "cellules" de convection donnent par ailleurs naissance aux bosses de la partie supérieure des nuages... Si vous voulez, vous pouvez observer une petite vidéo (1,74 Mo) montrant cette convection au sein des nuages, accélérée 150 fois par rapport à la réalité...

Parfois, on peut avoir la chance de voir les nuages du dessus, et les mêmes, peu de temps après du dessous, on voit alors bien la différence d'aspect:

        Voilà, vous maîtrisez "à fond" les mécanismes qui donnent leurs formes et leurs façons de planer aux nuages... Vous pouvez recommencer à rêver en les observant, ces rêves n'en seront que plus imaginatifs... Pour comprendre pourquoi certains sont blancs et d'autres noirs, vous pouvez voir ici.