Module 8: L’eau dans l’atmosphère

Question 1

OBJECTIFS

Answer 1

• Expliquer la logique de la nomenclature et du classement des nuages (NC);
• Reconnaître les genres de nuages
  (+ exceptionnellement l’espèce altocumulus lenticulaire et la variété mammatus) et en décrire les caractéristiques principales (les autres espèces et variétés ne sont pas à reconnaître) (NC);
• Distinguer les différents types d’instruments utilisés pour mesurer les précipitations de pluie et de neige et décrire brièvement leur fonctionnement (NC);
• Relever les limites et les avantages des instruments de mesure présentés (NC);
• Décrire les différents processus qui sont responsables de la formation des précipitations (LO);
• Décrire brièvement les méthodes (ou les hypothèses scientifiques sous-jacentes) envisagées par certains chercheurs pour la modification artificielle du temps (LO).

Question 2

Quand et qui a mis au point une classification des nuages

qui a conquis toute la communauté scientifique?

Answer 2

Luke Howard, amateur et pharmacien de profession en 1803.

Question 3

Quels sont les 2 principes du système d’appellation des nuages de Luke Howard?

Answer 3

1) l’altitude de la base des nuages;

2) leur forme

Question 4

Quels sont les 4 quatres groupes du principe de l’altitude de base?

Answer 4

• Stra- étage inférieur
• Alto- étage moyen
• Cirr- étage supérieur
• Cum- développement vertical

Question 5

À quoi correspond les 3 premiers groupes?

Answer 5

Les trois premiers sont définis selon le concept qui introduit
l’existence d’étages dans l’atmosphère : l’étage inférieur, l’étage moyen et l’étage supérieur.

Question 6

À quoi correspond le 4e groupe?

Answer 6

Le

quatrième groupe, quant à lui, inclut les nuages qui se retrouvent sur plus d’un étage à la fois.

Question 7

Quels sont les 3 fromes principales du nuages qui sont associées à un suffixe?

Answer 7

Stratus, cumulus, cirrus.

Question 8

Qu’est-ce qu’un stratus?

Answer 8

Stratus signifie un nuage en forme de nappe ou de couche dû au
refroidissement de l’air.

Question 9

Qu’est-ce qu’un cumulus?

Answer 9

Cumulus correspond à un nuage de forme arrondie (qui ressemble à un
Module 8 : L’eau dans l’atmosphère GGR-2305-Z1
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chou-fleur) créé par des mouvements verticaux en air instable.

Question 10

Qu’est-ce qu’un cirrus? Où se forme-t-il?

Answer 10

Puis, Cirrus est associé à une
forme de nuage ressemblant à des cheveux et qui se retrouve uniquement à l’étage supérieur.

Traînées filamenteuses
composées uniquement de cristaux
de glace. Se forment en très haute
altitude à des températures entre
–40°C et –80°C.

Question 11

Comment fait-on pour nommer un nuage? Donnez un exemple

Answer 11

Pour nommer un nuage, on commence par le préfixe propre à son étage et on y ajoute le suffixe
correspondant à sa forme.
Exemple : Un nuage qui se retrouve à une altitude inférieure à 2 km et qui a une forme moutonnée est
un stratocumulus. « Strato », car il se retrouve à l’étage inférieur et « cumulus », car il a une forme
arrondie.

Question 12

Qu’est-ce que signifie nimbo ou nimbus?

Answer 12

Pour identifier les nuages qui donnent des précipitations, on peut ajouter nimbo comme préfixe
ou nimbus comme suffixe.

Question 13

Selon la classification, on peut repérer combien de genres de nuages?

Answer 13

Selon la classification générale, on distingue dix genres de nuages
distincts (tableau 8.1).

Question 14

À combien de km, on peut associer l’étage supérieur, moyen, inférieur et vertical?

Answer 14

Étage supérieur: 6 km
Étage moyen: 2 km
Étage inférieur: moins de 2 km
Vertical: 500 m

Question 15

Qu’est-ce qu’un cirrostratus et ses particularités?

Answer 15

De même nature que
le cirrus, mais en forme de voile
translucide couvrant le ciel en
totalité ou en partie. Associé aux
phénomènes de halos. N’est pas
accompagné de précipitations, mais
annonce l’arrivée d’une dépression.
Voir image

Question 16

Qu’est-ce qu’un cirrocumulus?

Answer 16

Groupe de nuages
blancs sans ombre propre,
composés de petits éléments en
forme de granules ou de rides,
soudées ou non.
Voir image

Question 17

Qu’est-ce qu’un Altostratus?

Answer 17

Couche de nuages
grisâtres ou bleuâtres, d’aspect
strié ou en couche uniforme
couvrant entièrement ou
partiellement le ciel. Peut
présenter des parties
suffisamment minces pour
laisser voir le soleil, comme à
travers du verre dépoli.
Voir image

Question 18

Qu’est-ce qu’un altocumulus?

Answer 18

Nappe de nuages
blancs ou gris de forme arrondie ou
aplatie. Se présentent en groupes, en
lignes ou en vagues. 
Voir image

Question 19

Qu’est-ce qu’un stratus?

Answer 19

Voile de nuages
ressemblant au brouillard, mais ne
touchant pas le sol. Peut donner lieu
à de la bruine, des cristaux de glace
ou de la neige sous forme de granule.
Lorsque le Soleil est visible à travers
ces nuages, on distingue facilement
son contour.
Voir image

Question 20

Qu’est-ce qu’un stratocumulus? Et quelle est l’épaisseur moyenne?

Answer 20

Stratocumulus : Couche de nuages
arrondis gris ou blanchâtres (ou les
deux) ayant presque toujours des
parties foncées. Leur base est bien
nette et assez plate tandis qu’en
surface, ces nuages ont un aspect
échevelé. L’épaisseur moyenne de
cette couche est de 600 m.
Voir image

Question 21

Qu’est-ce qu’un nimbostratus?

Answer 21

Couche de nuages gros,
souvent foncés dont l’aspect est rendu
flou par des chutes de pluie ou de neige
continues qui atteignent la surface.
Masquent complètement le Soleil.
Voir image

Question 22

Qu’est-ce qu’un cumulus? Et quel est le nom de la tour qu’il va former?

Answer 22

Nuage dense à extension
verticale. Se développe à l’intérieur de
forts courants convectifs qui sont
occasionnés par un chauffage
important de la surface lors des
journées ensoleillées. Au fur et à
mesure que le nuage se charge en eau,
il s’étire en hauteur pour former une
sorte de tour appelée convectus.
Voir image

Question 23

Qu’est-ce qu’un cumulonimbus?

Answer 23

Nuage dense et
très étendu verticalement. Stade
final de développement du
cumulus. Présence de tensions
électriques qui généreront
éventuellement de la foudre. En
forme d’enclume ou de vaste
panache.
Voir image

Question 24

Pourquoi la classification internationale des nuages ajoute des espèces et variétés de nuages et combien?

Answer 24

À titre indicatif, les nuages peuvent prendre des formes particulières lorsqu’ils se transforment
partiellement ou entièrement en un autre genre. Pour les distinguer, la classification
internationale des nuages ajoute également 14 espèces et 9 variétés aux 10 genres de nuages
originaux (tableau 8.2).

Question 25

Qu’est-ce que le lenticulaire? Et les nuages qui lui sont concernés?

Answer 25

Nuages en forme de lentilles ou d’amandes, souvent
allongés et avec un pourtour bien défini, parfois irisé.
Nuages concernés : stratocumulus, altocumulus, cirrocumulus

Question 26

• Qu’est-ce que l’altocumulus lenticulaire?

Answer 26

Nuage
orographique créé sous le vent des
montagnes, composé de superpositions
de lentilles. Il se forme sans cesse du
côté du vent et se désintègre de l’autre,
ce qui fait de lui un nuage stationnaire.

Question 27

• Qu’est-ce que le mammatus?

Answer 27

Nuage résultant de l’apparition
de poches sous des nuages tels que les
altocumulus et les cumulonimbus. De
couleur bleu-gris, le mammatus est
généralement associé à des orages.
Toutefois, il peut parfois être observé sous
des nuages non violents comme les
altostratus.

Question 28

À quoi sert les instruments pour mesurer la pluie?

Answer 28

Lorsque la pluie tombe, elle ne s’accumule pas sur le sol, mais ruisselle vers une destination à
contrebas. Ainsi, pour recueillir et mesurer la quantité de pluie tombée après une semaine
pluvieuse ou une averse, on peut utiliser plusieurs types d’instruments.

Question 29

Quel est le plus ancien instrument utilisé pour la pluie?

Answer 29

Le plus ancien est le
pluviomètre. On dit que son utilisation remonte à 400 ans avant J.-C. et aurait été utilisé en Inde
dans la région située au pied de l’Himalaya.

Question 30

Quel est l’instrument le plus simple pour mesurer la quantité de pluie tombée?

Answer 30

L’instrument le plus simple pour mesurer la quantité de pluie tombée
dans un temps donné est le pluviomètre manuel (figure 8.1). Il s’agit d’une éprouvette graduée
que l’on dispose à l’extérieur et dans laquelle la pluie s’accumule lors des précipitations. Il suffit
ensuite de lire le niveau d’eau à l’aide des barres de graduation. L

Question 31

Pourquoi le cylindre extérieur de pluviomètre manuel doit être blanc?

Answer 31

Le cylindre extérieur doit être
blanc pour réfléchir la lumière et empêcher le réchauffement de l’eau et son évaporation (ce qui
fausserait la mesure de la précipitation). Le pluviomètre manuel permet de mesurer
l’accumulation de pluie une lecture à la fois.

Question 32

Comment fonctionne le pluviographe à augets basculeurs?

Answer 32

Cet instrument de mesure recueille la pluie à l’aide d’un
réceptacle en forme de cône (figure 8.2). Il enregistre de manière automatique la hauteur de la
pluie accumulée grâce à un dispositif de comptage à augets (récipients) basculants. La pluie
recueillie dans le réceptacle s’écoule vers l’un des deux compartiments de l’auget et, à chaque
0,2 mm de pluie, l’auget bascule et met le deuxième compartiment en place pour recevoir la
pluie tombée. Chaque mouvement de bascule transmet une impulsion électrique vers un
dispositif d’enregistrement. Une fois la donnée enregistrée, l’eau est libérée de l’appareil.

Question 33

Comment fonctionne le pluviographe Fisher-Porter?

Answer 33

Cet appareil (figure 8.3) recueille l’eau de pluie dans un récipient
déposé sur une balance. Ainsi, l’eau accumulée est pesée automatiquement à intervalles
réguliers. Comme l’eau reste un certain temps dans le récipient, ce dernier contient de l’huile
pour empêcher l’évaporation.

Question 34

Quand le pluviographe Fisher-Porter contient de la neige, on met quoi à l’intérieur pour empêcher l’évaporation?

Answer 34

Lorsqu’il est utilisé pour mesurer la quantité de neige précipitée,
on y met de l’antigel pour assurer la fonte de la neige.

Question 35

Pourquoi est-il important de choisir un milieu ou la neige s’accumule dans des conditions stable?

Answer 35

Même si la neige s’accumule sur le sol après chaque précipitation, la hauteur exacte du dépôt
est souvent altérée par des facteurs externes comme le vent ou la pente du terrain ou des facteurs intrinsèques comme la fonte ou l’évaporation de la neige. En ce sens, il est important
de choisir un milieu adéquat où la neige peut s’accumuler dans des conditions stables.

Question 36

Quel est l’outil le plus simple pour mesurer les précipitations de neige?

Answer 36

La table à neige

Question 37

Qu’est-ce que la table à neige? Comment elle fonctionne?

Answer 37

La table à neige est l’outil le plus simple pour mesurer la hauteur des
précipitations de neige (figure 8.4). Elle est composée d’une planche carrée d’environ 30 cm et
d’une tige en métal insérée perpendiculairement qui sert de repère après la chute de neige. Au
moment de la mesure, on insère simplement une règle graduée dans la neige jusqu’à la planche
pour connaître la hauteur nivale. La table doit être nettoyée après chaque chute de neige.

Question 38

Qu’est-ce qu’on utilise pour mesurer le risque d’inondation au printemps?

Answer 38

L’échelle à neige

Question 39

Comment fonctionne l’échelle à neige?

Answer 39

Une échelle à neige est constituée d’un poteau gradué en centimètres, planté
perpendiculairement dans le sol. Comme la neige est une matière qui se compacte, fond ou s’évapore, une simple mesure sur le terrain n’est pas toujours précise. Il faut donc combiner
l’échelle à un appareil servant à calculer l’équivalent en eau. En moyenne, 10 mm de neige
fraîche équivaut à 1 mm d’eau. Ce processus est utile pour évaluer le risque d’inondation au
printemps.

Question 40

Comment fonctionne le nivomètre à écran de Nipher?

Answer 40

Le nivomètre est un cylindre en cuivre placé à l’intérieur d’un
écran de Nipher qui a la forme d’une cloche renversée (figure 8.5). Cet écran permet de réduire
au minimum les tourbillons de la neige qui peuvent se former près de l’appareil, ce qui permet
une mesure plus précise. Pour connaître l’équivalent en liquide, on fait fondre doucement la
neige dans le nivomètre et on mesure ensuite la hauteur de l’eau dans un cylindre gradué.

La hauteur des précipitations peut également être mesurée par des processus indirects. Ces
mesures nécessitent l’utilisation d’appareils plus sophistiqués.

Question 41

Comment fonctionne le pluviomètre électronique?

Answer 41

Cet appareil est un laser qui calcule le nombre de gouttes qui
tombent ainsi que leur grosseur, pendant une période déterminée. Ainsi, on peut connaître
l’intensité de la précipitation et donc, la quantité de pluie tombée au sol à l’intérieur de cette
période donnée.

Question 42

Comment fonctionne les radars?

Answer 42

À l’aide des radars, on peut détecter les précipitations et mesurer leur intensité. Pour
procéder, chaque radar balaie lentement le ciel à plusieurs niveaux tout en émettant des ondes.
Lorsque le faisceau émis par le radar frappe des particules de précipitation, comme les gouttes
d’eau, de neige, de grésil ou de grêle, il est réfléchi avec une intensité proportionnelle au
nombre et à la grosseur des particules. Transformés en données numériques, ces différents
types d’échos apparaissent sur les écrans d’ordinateur sous forme de zones plus ou moins
ombrées, selon l’intensité des précipitations

Question 43

Comment fonctionne le radar Doppler?

Answer 43

Le principe de l’effet doppler s’appuie sur la différence de temps entre l’envoi et
la réception d’un signal. La fréquence des ondes envoyées sur un objet augmente lorsque l’objet
se rapproche, et diminue lorsque l’objet s’éloigne. En effet, plus l’objet est loin, plus l’onde prend
du temps avant d’être réfléchie sur ce dernier et revenir au point d’origine. On applique ce même
principe sur les gouttes d’eau lors de précipitations pour calculer la vitesse et la direction des
vents (par rapport au radar). Ainsi, on peut connaître le champ de vélocité des précipitations. Au
Canada, on retrouve une dizaine de radars météo installés à travers le pays.

Question 44

Pourquoi les médis se servent d’images satellites?

Answer 44

Les médias se servent souvent d’images satellites en boucle lors des bulletins météo,
car elles permettent une représentation fidèle de la réalité et peuvent couvrir un très grand
territoire

Question 45

D’où proviennent es images satellites?

Answer 45

Ces images prises à partir de l’espace proviennent de satellites géostationnaires,
c’est-à-dire qu’ils se déplacent de manière synchrone avec l’orbite terrestre (à une distance
d’environ 36 000 km de la surface de la Terre). De cette manière, chaque satellite peut prendre
des informations continues sur une même zone du globe.

Question 46

Quels phénomènes météorologiques peut différencier un satellite?

Answer 46

Ils permettent de différencier
plusieurs phénomènes et éléments météorologiques comme les nuages, les précipitations, les
vents, le brouillard, l’extension de la neige ou de la glace, etc

Question 47

Les données infrarouge détectent quoi?

Answer 47

Les données infrarouges

permettent entre autres de détecter le déplacement des masses d’air.

Question 48

Quels pays ont lancés leurs satellites?

Answer 48

Afin d’avoir une
couverture totale de l’atmosphère, plusieurs pays ont lancé leur(s) propre(s) satellite(s) dans
l’espace : les États-Unis, les pays européens avec l’agence spatiale européenne (ESA), l’Inde, la
Chine, la Russie et le Japon.