Un cumulonimbus est l’un des plus gros nuages formés dans les conditions météorologiques de la Terre. L’apparence haute en forme de colonne, souvent avec un sommet plat, peut indiquer des éclairs violents, de fortes pluies et des vents violents. Les nuages d’orage se forment à partir de la montée de l’air chaud qui se refroidit et crée de la glace à des altitudes plus élevées, ou à une hauteur au-dessus du sol, et de la pluie à des niveaux inférieurs. Ils peuvent également créer de la grêle et des tornades qui peuvent causer des dommages aux cultures et aux biens, ainsi que des blessures aux personnes et aux animaux.
Au fur et à mesure que le soleil réchauffe le sol, l’air commence à s’élever dans l’atmosphère. S’il y a suffisamment d’humidité ou de vapeur d’eau, des nuages peuvent se former. La formation des cumulonimbus commence par des cumulus plus petits, qui n’indiquent pas de temps violent. Si l’air ascendant continue de pousser vers le haut, les cumulus peuvent s’élever jusqu’à des cumulus imposants, avec des hauteurs de dizaines de milliers de pieds ou de mètres. La formation de gouttes de pluie libère de la chaleur et suffisamment d’énergie peut être générée pour former un nuage de plus en plus gros.
Lorsque la foudre commence à se produire, un nuage cumulonimbus s’est développé et un orage est maintenant présent. Les orages peuvent se produire sous la forme d’une seule formation nuageuse, souvent appelée tempête de masse d’air ou cellule isolée. Ils peuvent également être alignés le long d’une limite frontale, qui est la ligne entre une masse d’air plus chaude et humide et un système d’air plus froid et sec. Ces lignes de tempêtes sont souvent appelées tempêtes de lignes de grains et peuvent créer des conditions météorologiques extrêmes.
Les nuages changent constamment, et un cumulonimbus ne fait pas exception. Ils traversent un cycle de vie, chaque phase présentant des signes ou des caractéristiques révélateurs. Ces stades sont généralement connus sous le nom de développement, de maturité et de dissipation.
Un cumulonimbus en développement absorbe la chaleur de l’air ascendant, de la pluie et de la glace se formant à différentes altitudes. À mesure que les gouttelettes de pluie libèrent plus de chaleur, des courants ascendants d’air montant rapidement peuvent se former dans le système nuageux. Si suffisamment d’humidité est transportée et que la glace s’accumule ou se colle, de la grêle peut se former.
Les cumulonimbus matures sont généralement appelés orages. La foudre se produit lorsque l’énergie électrique est produite à partir de la friction de l’eau dans le nuage. Un nuage imposant en forme de colonne se forme avec un sommet plat, souvent appelé enclume. L’enclume est causée lorsque l’air à grande vitesse, appelé courant-jet, pousse le sommet de la tempête devant la colonne.
Un orage mature peut produire des vents violents à partir de courants descendants d’air froid sortant du bas du nuage, appelés microrafales ou fronts de rafales. De fortes pluies et des éclairs fréquents indiquent qu’une tempête mature est en cours. La grêle peut souvent être observée dans les zones à l’avant de la tempête, car les cristaux de glace accumulés deviennent trop lourds et tombent avant la tempête.
Certaines conditions météorologiques peuvent créer des orages plus dangereux. Un orage supercellulaire est un cumulonimbus mature à rotation interne, appelé mésocyclone. L’air se déplaçant dans différentes directions à différentes altitudes fait tourner la super cellule, ce qui peut provoquer des tornades ou des vents violents. Les supercellules peuvent être des systèmes très stables et des conditions météorologiques dangereuses peuvent se produire pendant une longue période sur de longues distances.
Alors que la tempête se poursuit, la pluie tombe à travers le nuage, éliminant l’humidité et modifiant le flux d’air. La chaleur qui a provoqué le courant ascendant rapide de l’air dans la tempête en développement a disparu et la tempête commence à se dissiper, avec quelques zones de pluie mais moins de vent. La structure nuageuse imposante commence à se briser et le nuage cumulonimbus devient soit une couche de nuages plus uniforme, soit disparaît.
D’autres types de nuages peuvent indiquer que des tempêtes arrivent. Les nuages cirrus sont de très fines couches de cristaux de glace à haute altitude, souvent appelés vaporeux ou ressemblant à des plumes. Ces cristaux de glace sont en fait les sommets de cumulonimbus à une certaine distance qui ont été poussés en avant par des vents de haute altitude, appelés courant-jet. Les cirrus peuvent indiquer que le temps orageux est à un jour ou deux, car le courant-jet se déplace plus rapidement que la zone de tempête.