Composition du nuage

Un nuage est un amas visible de gouttelettes d’eau ou de cristaux de glace, issues de la condensation et d’aérosols : les aérosols sont des particules en suspension dans l’air. Elles peuvent être solides, comme la poussière, être liquides, comme les embruns (goutes d’eaux des vagues, résidus s’envolant des routes), être de nature organique, comme la suie, ou être minérales, comme la roche érodée. La majorité des aérosols est d’origine naturelle, bien que les activités anthropiques (faites par l’homme) en libèrent aussi. Un nuage se forme par condensation de la vapeur d’eau lorsque l’air humide se refroidit. Le refroidissement est dû soit par un contact de cette vapeur avec une surface plus froide ou sinon le plus souvent par le processus : soulèvement, détente et refroidissement (baisse de pression).

Depuis peu on a découvert que des bactéries étaient présentes dans les nuages, mais à très faible niveau.

L’aspect du nuage dépend de la lumière qu’il reçoit et des particules qui la constituent. Sur Terre, on retrouve principalement les nuages sur la troposphère, c'est-à-dire la couche la plus basse, entre le niveau de la mer et 10 km.

Un phénomène est observable dans un nuage c’est la surfusion, que est ce que la surfusion alors ? C’est un phénomène qui s’observe entre 0degres et -39 degrés, en effet en temps normal, l’eau passe de son état liquide à son état solide à partir d’une température inferieure à 0 degrés Celsius et à partir d’une pression atmosphérique supérieure à 1 013,25 hPa. La surfusion est un phénomène qui fait en sorte que l’eau ne change pas dans son état malgré, lors d’un choc ou d’un mouvement l’eau changera instantanément d’état. La surfusion est observable, dans un nuage.

En effet, quand un élément est dans un état particulier (solide, liquide, gazeux), il est dit stable, il ne changera pas d’état sans apport d’énergie. Si on lui apporte cette énergie, qui peut se faire par le biais d’un changement de température par exemple pour l’eau, l’élément va se mettre dans un état instable pendant un laps de temps très court, puis se stabiliser dans son nouvel état. Mais quand il y a une forte présence de gaz dissous dans l’eau et que l’eau est très pure, les germes contenus dans les bactéries de l’eau sont refondues par l’agitation créée par ces gaz qui entraine une agitation thermique créatrice de chaleur. Cela empêche donc l’eau de fondre malgré le fait que la température extérieure soit inférieure à 0°C. L’eau dans cet état peut changer d’état et se solidifier au moindre choc, et a du coup à ce moment-là besoin d’un très faible apport d’énergie pour changer d’état ; cet apport d’énergie peut venir du simple contact avec un aérosol de l’air. Cet état particulièrement instable mais qui peut rester constant est appelé métastable. Quand le nuage qui contient de l’eau en surfusion reçoit un choc suffisant, la vapeur d’eau se transforme en cristaux de glace. Seulement, cela arrive très rarement, car beaucoup de facteurs interviennent, comme la densité des molécules d’eau, qui est souvent trop faible pour que la vapeur puisse se solidifier, encore la température, car par exemple quand un avion passe dans un nuage, il laisse des impuretés qui devraient favoriser la solidification de la vapeur d’eau, mais seulement les avions sont aussi créateurs d’une très forte chaleur qui est souvent plus forte que cet apport d’impureté, ce qui fait que l’eau de se solidifie que très rarement après son état de surfusion dans les nuages.