Quel que soit le type de cloud, les principes de base de leur formation sont les mêmes. L’air contenant de la vapeur d’eau s’élève, la vapeur d’eau se condense hors de l’air et une masse visible de vapeur d’eau, ou nuage, se forme. Il existe plusieurs types de nuages, mais les classifications de base sont les stratus, les cirrus et les cumulus.
La première étape de la formation d’un nuage est l’évaporation, la transpiration et le chauffage de l’air. L’évaporation et la transpiration, appelées collectivement évapotranspiration, sont des éléments essentiels du cycle hydrologique. L’évaporation se produit lorsqu’une masse d’eau, comme un lac ou un océan, est chauffée par le soleil de sorte que l’eau de la surface se sublime ou se transforme en vapeur. Pendant la transpiration, les plantes transpirent de l’eau à travers leurs feuilles et leurs tiges dans le cadre d’un processus de refroidissement. Cette eau se transforme alors en vapeur et se mélange à l’air. De même, l’eau du sol peut également se transformer en vapeur lorsqu’elle est exposée à la chaleur et à l’air.
En conséquence du réchauffement des surfaces du sol et de l’eau, l’air à proximité est également chauffé. L’air chaud étant moins dense que l’air froid, l’air chaud commence à s’élever dans l’atmosphère. Au fur et à mesure que la parcelle de vapeur s’élève, la pression atmosphérique chute et la parcelle commence à se dilater. Cette expansion provoque le refroidissement de la vapeur et le refroidissement provoque la condensation ou l’agrégation de l’eau dans l’air. En effet, l’air frais n’est pas aussi capable de retenir autant de vapeur d’eau que l’air chaud.
Pour résumer, la chaleur fait monter la particule d’air, la chute de pression à des altitudes croissantes provoque la dilatation de l’air, la dilatation de l’air provoque un refroidissement et le refroidissement provoque la condensation de l’eau de l’air sous forme de gouttelettes liquides. . La température à laquelle commence la condensation est appelée point de rosée. Le point de rosée se produit lorsque l’air est saturé ou retient autant de vapeur d’eau que possible, compte tenu de sa température et de sa pression. Plus d’eau continue à se condenser à mesure que l’air monte, jusqu’à ce que la particule d’air atteigne la même température que l’atmosphère environnante, ou sa température d’équilibre. Si la vapeur d’eau se condense en suffisamment d’eau liquide pour devenir visible, cela s’appelle un nuage.
Les formes et les types de nuages dépendent en grande partie de la durée pendant laquelle la parcelle de vapeur s’élève après avoir atteint le point de rosée, ou en d’autres termes, la distance qu’elle s’élève entre la température du point de rosée et la température d’équilibre. Une particule d’air qui continue de s’élever longtemps après avoir atteint le point de rosée créera une grande masse pelucheuse, comme un cumulus. Ce type est gonflé et a des bords définis. Une particule d’air qui atteint l’équilibre presque au même moment où elle atteint le point de rosée créera une masse plus plate et stratifiée, généralement un nuage de stratus. Ils se forment au ras du sol et ressemblent à une couverture grise.
Par une journée particulièrement chaude, le refroidissement de la parcelle d’air peut être très long, ce qui provoque une formation élevée de nuages. Les cirrus, également connus sous le nom de queues de jument, sont des masses vaporeuses ou plumeuses qui se trouvent si haut dans l’atmosphère que leurs gouttelettes se cristallisent. Il peut y avoir des combinaisons de classifications de nuages, telles que cirrostratus ou cirrocumulus. Un nimbus est un nuage qui produit des précipitations.