Glossaire

cumulonimbus

  Curieux  

Le cumulonimbus est un genre de nuage d'extension verticale considérable : aux latitudes tempérées, sa base se situe entre 300 et 3 000 m de hauteur avec une épaisseur allant de 5 000 à 12 000 m, mais aux latitudes tropicales, il peut atteindre et dépasser 17 000 m d'altitude. C'est aussi un genre de grandes dimensions : son apparence ample et massive, semblable à celle d'une montagne ou d'énormes tours, s'orne de forts contrastes entre un aspect général foncé et la blancheur des parties du nuage directement éclairées par le soleil. Son sommet s'étale le plus souvent en forme d'enclume, de panache ou de chevelure désordonnée et sa base, très sombre, s'accompagne fréquemment de nuages bas déchiquetés, soudés ou non avec elle ; dans certains cas, des sommets protubérants en forme de dômes surmontent l'enclume, révélant un phénomène "d'overshoot ", c'est-à-dire de dépassement de la tropopause. Le cumulonimbus est très souvent porteur d'orages avec éclairs et déclenche toujours des averses, qui peuvent être de grêle et qui constituent pour des observateurs au sol ou en mer un critère sûr de distinction entre sa base et celle d'un nimbostratus.

Il existe en réalité deux espèces de cumulonimbus. Le cumulonimbus calvus (c'est-à-dire chauve) rappelle un cumulus de l'espèce congestus (c'est-à-dire amoncelé) dont la région supérieure aurait commencé à dessiner des bourgeonnements aplatis formant une masse blanchâtre aux contours indistincts, sans aucune partie fibreuse ni striée ; cette espèce ne donne lieu qu'à des averses. Le cumulonimbus capillatus (c'est-à-dire chevelu), stade ultime de développement d'un cumulonimbus, présente dans sa région supérieure des parties fibreuses ou striées, adoptant fréquemment la forme d'une enclume, d'un panache ou d'une vaste chevelure ébouriffée ; cette espèce donne lieu à des phénomènes caractéristiques d'un temps violent, tels que les orages et les grains : en particulier, les averses orageuses, dans nos régions, peuvent donner en 1 heure jusqu'à 100 mm de hauteur de précipitation.

 


  Initié  

Un cumulonimbus provient généralement de l'évolution normale d'un cumulus, mais aussi parfois de la transformation de nuages appartenant à d'autres genresaltocumulus ou stratocumulus de l'espèce castellanus (c'est-à-dire crénelé), altostratus, nimbostratus ; dans tous les cas cependant, la transformation passe là encore par la génération d'un cumulus congestus. Le cumulonimbus se développe alors verticalement jusqu'à ce qu'il rencontre une couche d'air fortement stable, qui n'est autre que la base de la stratosphère dans la plupart des cas, et sous laquelle il déploie son enclume ou son panache. Cet étalement donne peu à peu naissance à des cirrus , tandis que le développement de la masse nuageuse s'accompagne d'ionisations des particules d'eau liquide ou solide, que viendront neutraliser les éclairs caractéristiques de l'orage.

Pareille ascendance à travers les couches de la troposphère ne peut être engendrée que par des conditions de très forte instabilité convective : ces conditions, au sein du nuage, entretiennent de violents mouvements verticaux (de l'ordre de 5 à 35 m.s - 1) en dégageant par condensation d'énormes quantités de chaleur ; on a ainsi pu calculer que pour un orage de taille moyenne, la puissance libérée à l'intérieur du nuage, de l'ordre de dix millions de mégawatts, équivalait à celle qu'auraient produite quelque 2 500 centrales électriques nucléaires. Les appels d'air résultant des courants ascendants et des chutes de grosses gouttes de pluie finissent par s'organiser à leur tour en courants descendants, très forts quelquefois eux aussi ; ces courants, en entraînant depuis des altitudes élevées un air plus frais, accompagnent les précipitations et insèrent en surface, sous les courants ascendants, une couche peu épaisse, séparée de ces derniers par un  front de rafale que secouent fréquemment des vents violents. Au-dessus de cette zone, l'air plus chaud des ascendances s'enroule en un nuage horizontal appelé arcus (abr. : arc ), qui peut s'étirer de façon considérable jusqu'à prendre un aspect menaçant. Par ailleurs, le sommet du cumulonimbus présente souvent sous sa face inférieure des protubérances en forme de mamelons, les mammas ou mamma (abr. : mam ), qui sont dues à l'effondrement de poches de cristaux de glace et qui peuvent également pendre de la base du nuage, là où se mettent à précipiter des accumulations de fines gouttelettes.

La forte convection nécessaire à la "fabrication" d'un cumulonimbus peut être engendrée par deux situations météorologiques distinctes. La première est le réchauffement d'une masse d'air humide à partir de sa base, par exemple lors d'une journée calme et très ensoleillée au cœur de l'été : les foyers orageux sont alors le plus souvent isolés, quoiqu'ils puissent se développer au-dessus de montagnes, car dans ce cas une ascendance orographique s'ajoute à l'ascendance thermique provoquée par ce réchauffement continu. La seconde situation consiste en un front froid qui soulève violemment une masse d'air chaude et humide : de nombreux foyers orageux naissent alors le long du front ; là aussi, l'arrivée sur une zone montagneuse peut accentuer le phénomène. Il existe en outre des alignements "en muraille" de cumulonimbus orageux, qui se propagent en arrière de la traîne des fronts froids dans les régions tempérées ou qui accompagnent les invasions d'air équatorial humide dans les latitudes intertropicales : bien qu'appelées lignes de grains, ces bandes étroites ne sont pas obligatoirement accompagnées de phénomènes de grain.