Seul l'état gazeux de l'eau (vapeur d'eau) est invisible. Si l'eau est visible, elle est donc soit à l'état liquide soit à l'état solide. Les nuages se forment à partir de la vapeur d'eau qui se condense ou se solidifie. Ils sont constitués de gouttelettes d'eau liquides ou de cristaux de glace solides.
Les nuages sont constitués de cristaux de glace et de gouttelettes d'eau. La température est comprise entre 2°C et -30°C. Les Altocumulus sont constitués de gouttelettes d'eau surfondues et parfois de cristaux de glace quand la température est très basse. Ils ont une épaisseur inférieure à 500 mètres.
Ce que l'on voit dans les nuages est de l'eau à l'état liquide.De manière plus approfondie (et je pense qu'on peut l'expliquer de manière orale aux élèves) : Les brouillards sont, en fait, des micro-gouttelettes d'eau liquide en suspension. Ces gouttelettes sont en ''équilibre'' avec de la vapeur d'eau.
Lorsqu'une masse d'air chaud saturée en vapeur d'eau se refroidit, une partie de l'eau qu'elle contient sous forme gazeuse va se condenser et former des gouttelettes. Dans l'atmosphère, les nuages se forment donc par refroidissement d'une masse d'air humide.
Quelle est la durée de vie d'un nuage ? Tout dépend de la catégorie de nuages (oui, parce qu'il existe différents types de nuages) ! Si on prend l'exemple des plus courants, appelés « cumulus » (les nuages blancs dans nos ciels bleus), leur durée de vie est de 5 à 40 minutes !
Le cumulonimbus, de la famille des cumulus, est le nuage qui présente la plus grande extension verticale. Sa base se situe en général de quelques centaines de mètres à 3 500 mètres du sol. Son sommet dépasse parfois la tropopause ; il peut donc culminer à des altitudes allant de 8 000 à 18 000 mètres voire 21 km.
Dans les nuages, les gouttelettes d'eau sont de forme sphérique et ont un diamètre compris entre 0,008 et 0,8 millimètre (fréquemment de l'ordre de 0,02 mm). Celles dont le diamètre est supérieur au dixième de millimètre ont des vitesses de chute de l'ordre du mètre par seconde.
Un nuage irisé (ou nuage iridescent) est un phénomène rare.
Il s'agit d'un nuage relativement mince dont l'espacement entre les gouttes ou les cristaux de glace engendre, par diffraction, une irisation de la lumière qui donne un aspect coloré au nuage ressemblant à un arc-en-ciel.
Seul l'état gazeux de l'eau (vapeur d'eau) est invisible. Si l'eau est visible, elle est donc soit à l'état liquide soit à l'état solide. Les nuages se forment à partir de la vapeur d'eau qui se condense ou se solidifie. Ils sont constitués de gouttelettes d'eau liquides ou de cristaux de glace solides.
Les nuages les plus élevés, qui occupent l'étage supérieur de la troposphère sont constitués de millions de minuscules cristaux de glace (préfixe: Cirr ou Cirro) et comprennent les genres Cirrus, Cirrocumulus et Cirrostratus. Leur température est inférieure à - 40°C.
Les trois états physiques de l'eau
l'état liquide (dans les rivières, l'eau de pluie, l'eau du robinet, etc.) ; l'état solide (dans la glace de la banquise, dans la neige, etc.) ; l'état gazeux (dans la vapeur d'eau de l'atmosphère).
Du fait que ce n'est pas un solide, un nuage ne se déplace pas toujours en bloc. Une partie des gouttes peut très bien aller de son côté et se "dissoudre" dans l'air ambiant et cette partie du nuage disparaît, deux parties peuvent aller chacune de leur côté et le nuage se divise alors en deux etc…
Cela s'explique par le fait que les gouttelettes sont en mouvement à l'intérieur du nuage et que notre atmosphère n'est pas statique. Les gouttelettes sont notamment maintenues en suspension dans l'air en raison des mêmes courants ascendants qui ont conduit à leur formation.
La grêle est un des types solides de précipitations atmosphériques. Elle est constituée de billes disjointes de glace (grêlons) dont le diamètre peut varier de quelques millimètres à une vingtaine de centimètres, mais il est en général de 5 à 50 mm.
La pluie - dont les gouttes sont maintenues électriquement entre elles par un échange entre pôles positifs et négatifs - tombe lorsque le champ magnétique qui maintient les gouttes ensemble est perturbé. » A priori pas de pluie sans nuages donc !
Sa texture présente un aspect grisâtre uniforme et faiblement translucide (la grisaille). Peu épais, il est composé de gouttelettes d'eau voire de petits cristaux de glace. De la brume ou du brouillard l'accompagne souvent. Il produit alors de la bruine (très fines gouttelettes) et de la neige en petits grains.
Un état physique correspond à l'une des formes sous laquelle la matière peut exister. On distingue trois états physiques : solide, liquide et gazeux. L'état physique d'une matière dépend de deux paramètres principaux : la température et la pression.
État physique :
L'eau à l'état solide est présente dans la nature sous forme de neige, de glace ou de grêle. Les nuages, la pluie, les lacs ou les océans sont constitués d'eau à l'état liquide.
Vapeur réfère à un état gazeux, brouillard à un état liquide et fumée à un état solide.
Ainsi, les cumulonimbus sont réputés extrêmement dangereux pour la navigation aérienne et il est recommandé de les éviter autant que possible. Ils peuvent être extrêmement sournois et un pilote inattentif peut se retrouver dans une situation très dangereuse tout en volant dans un air absolument calme en apparence.
Cumulus. D'un blanc éclatant, les cumulus sont des nuages de beau temps, malgré leur taille parfois imposante. Les cumulus ont des contours nets ; ils se développent en forme de mamelons, de dômes ou de tours, dont la partie supérieure bourgeonnante ressemble ordinairement à un chou-fleur.
Le stratus (St) : 0 à 500 m d'altitude
C'est un nuage de grisaille, qui forme une couche uniforme, étendue et grise de nuages bas, pouvant lieu à de la bruine, de la neige ou des prismes de glace.
Dans la partie du nuage où la température est négative mais supérieure à -41°C, coexistent cristaux de glace et gouttelettes d'eau surfondues (eau liquide avec une T°<0°C).
Si le brouillard ne pèse que quelques kg par m3, un cumulus pourra atteindre de 1000 à 2000 tonnes d'eau. Un cumulonimbus (nuage d'orage) de bonne taille pourra peser de 50 000 à 300 000 tonnes d'eau, pouvant atteindre 800 000 tonnes pour les plus gros.
Cette vapeur renfermée dans l'atmosphère se condense et forme les nuages, qui sont constitués de milliards de gouttelettes d'eau et de glace : avec une densité d'eau d'environ 0,5 g par mètre cube, un nuage de 100 kilomètres cubes peut ainsi peser jusqu'à 500 000 000 kilos !