⛅ Formation des Nuages

Temp T₀ fixe la température de surface, l'humidité fixe la quantité d'humidité contenue dans l'air, le gradient thermique fixe la vitesse à laquelle la température baisse avec la hauteur, et le vent cisaille les particules latéralement. Ensemble, ils modifient le point de rosée, la hauteur du LCL et le type de nuage résultant affiché dans les panneaux d'information.

Le gradient thermique vertical est le taux auquel la température de l'air baisse avec l'altitude, exprimé en °C par kilomètre. Le défaut de 6,5°C/km est la moyenne atmosphérique standard. Des gradients plus abrupts (ici jusqu'à 12°C/km) rendent l'atmosphère plus instable, favorisant les hauts nuages convectifs comme les cumulonimbus.

Le modèle classe les nuages à partir des entrées : un gradient thermique abrupt de 8 ou plus avec une humidité de 75 % ou plus donne un cumulonimbus ; une humidité élevée de 80 % ou plus avec un gradient thermique faible donne un stratus ; une humidité élevée avec une base nuageuse basse donne un stratocumulus ; sinon il renvoie un cumulus. Les préréglages chargent simplement des valeurs représentatives.

C'est un modèle éducatif simplifié. Les formules du point de rosée et du LCL sont des approximations reconnues précises à environ un degré près, et le refroidissement par gradient thermique est réaliste. Cependant, il ignore le dégagement de chaleur latente, le gradient thermique adiabatique humide, le mélange et la microphysique réelle des gouttelettes, il montre donc les principes plutôt que des valeurs météorologiques exactes.

En dessous du LCL, les particules se comportent comme de la vapeur flottante et s'élèvent. Au-dessus, elles sont traitées comme des gouttelettes condensées : elles acquièrent une légère vitesse descendante et dérivent vers le centre de leur bande d'altitude, imitant la manière dont les gouttelettes des nuages se rassemblent et dont les plus lourdes finissent par se déposer ou tomber sous forme de précipitations.

Une humidité plus faible signifie que le point de rosée est bien plus froid que la température de surface, donc l'air doit s'élever davantage pour se refroidir suffisamment et se saturer. Puisque le LCL dépend de l'écart entre la température et le point de rosée, un grand écart pousse la base nuageuse plus haut. C'est pourquoi les déserts ont souvent des nuages hauts et clairsemés.

Les pilotes et les prévisionnistes du trafic aérien utilisent le LCL pour prédire les bases nuageuses, les pilotes de planeur utilisent les gradients thermiques convectifs pour trouver des thermiques, et les météorologues utilisent l'humidité et l'instabilité pour anticiper les orages. La même thermodynamique sous-tend les modèles météorologiques, la prévision du brouillard et même le comportement des panaches de tours de refroidissement.