Les nuages lenticulaires

27 10 2012

Cet objet non identifié dans le ciel à l’arrière de la montagne est un nuage lenticulaire.

Un nuage résulte de la montée d’une masse d’air chaud dans un environnement plus froid. La vapeur d’eau contenu dans l’air se condense alors en fines gouttelettes qui forment le nuage. Cependant la montée d’air chaud est un phénomène turbulent et se fait de manière désordonné. La plupart du temps les nuages ont des formes irrégulières et très variées.  Dans ce contexte, la forme bien dessinée et l’aspect lisse des nuages lenticulaires sont très étonnants. Demandons nous comment peuvent se former les nuages lenticulaires.

Ces nuages sont souvent présent à proximité d’une montagne. Il arrive même qu’ils la surplombent. L’image suivante en montre un exemple avec le mont Fuji protégé par son chapeau nuageux.

On remarque aussi que les nuages lenticulaires s’observent uniquement les jours où le vent souffle de manière intense dans une direction donné. Ces deux indices nous poussent à étudier l’interaction entre un vent fort et constant et un obstacle comme une montagne.

Lorsque une masse d’air rencontre une montagne elle est contrainte de se soulever (Situation A sur la figure 1). Généralement la densité de l’air décroît avec l’altitude dans l’atmosphère. La masse d’air soulevée se retrouve dans un milieu moins dense et retombe  sous l’effet de son poids après le passage de la montagne. Cette chute se fait jusqu’à une faible altitude où l’air est en comparaison plus dense. La masse d’air remonte alors sous l’effet de la poussée d’Archimède (situation B sur la figure 1). Ce phénomène de montée descente se répète plusieurs fois avant de s’atténuer.

Fig. 1 : Interaction du vent avec une montagne

Pour résumer, la présence d’une montagne soulève une masse d’air dense vers une altitude où la densité de l’air est inférieure. La masse d’air soulevée suit des oscillations haut/bas avant de retrouver son altitude d’équilibre où la densité de l’air est égale à celle de la masse d’air déplacée.

Lors de ces oscillations haut/bas, la masse d’air peut être refroidie jusqu’à atteindre son point de saturation en vapeur d’eau. Ceci entraine la formation d’un nuage (au niveau des points A et B sur la figure 1). C’est le fait que ces nuages se forment dans un écoulement d’air sinusoïdal qui explique leur aspect si particulier.

L’explication précédente montre que dans les bonnes conditions, des nuages lenticulaires peuvent se former au dessus d’une montagne et en amont de celle ci. Ce phénomène est clairement visible sur la photo suivante.

On remarque également sur cette image que les nuages lenticulaires peuvent apparaître à différentes altitudes. Ils forment ainsi une véritable pile d’assiettes renversées.

Si l’observation de ces nuages lenticulaires est si rare c’est que pour que les oscillations d’une masse d’air à l’arrière d’une montagne soient stables, il doit y avoir un accord entre la vitesse du vent et la topologie de la montagne. On pourra apercevoir des nuages lenticulaires uniquement les jours où le vent souffle dans la bonne direction avec la bonne intensité et où les conditions d’humidité permettent la formation de nuages. Ainsi le spectacle fournit par ces nuages reste exceptionnel.

Source :

Wikipédia – Altocumulus lenticularis. (#)

Wikipédia – Onde Orographique. (#)

Ciel des hommes. (#)

Nuages lenticulaires. (#)





Surf dans les nuages

22 12 2011

Il arrive que les nuages puissent adopter la forme de vagues comme le montre les photos suivantes :

Cette forme atypique résulte de l’instabilité de Kelvin-Helmholtz. En effet lorsque deux zones d’un fluide possèdent des vitesses différentes sont juxtaposées, leur interface est instable. C’est-à-dire qu’elle va se déformer et les deux zones de fluide vont se mélanger. Le démarrage de l’instabilité fait apparaître une seule seule longueur d’onde (celle qui grandit la plus vite) d’où l’adoption par les nuages d’une forme de vague.

Source :

Wikipédia

Kelvin-Helmoltz wave clouds





Eaux mortes

10 07 2011

Les marins désignent par l’appellation « Eaux mortes » un phénomène qui ralenti étrangement les bateaux sans que la surface de l’eau ne paraisse perturbée. Ce phénomène intervient lorsque une couche d’eau « fraîche » repose au dessus d’une couche d’eau salée plus dense. Lorsque le bateau avance au dessus de ces deux couches d’eau elles ne se mélangent pas. En revanche cette interface se déforme selon une onde de grande amplitude comme le montre la vidéo suivante :

Une partie de l’énergie de propulsion du bateau est dissipée pour créer cette onde entre la couche d’eau fraîche et salée. Le bateau subit donc un ralentissement qui peut parfois le mener jusqu’à l’arrêt. Les eaux mortes se rencontrent couramment dans les Fjords où la fonte des glaciers amène de l’eau fraîche dans de l’eau salée.

Source : Wikipédia





Rosée sur une toile d’araignée

10 04 2011

Ce superbe réseau de perles enfilées sur une toile d’araignée peut être observé lors des matins humides. Il est remarquable que toutes les gouttes aient la même taille et qu’elles soient régulièrement espacées. Ceci s’explique par le fait que ces gouttes résultent de la déstabilisation du film liquide qui mouillait initialement le fil de la toile. Ce cylindre de liquide se déstabilise en raison de la tension superficielle de l’eau. La tension superficielle tend à minimiser la surface présentée à l’air par le liquide. Et il se trouve que cette surface est inférieure dans le cas d’une série de gouttes que dans le cas d’un cylindre de fluide. La déstabilisation d’un cylindre de liquide est aussi observable sur le jet issu d’un robinet d’eau :