Cumulonimbus, roi des nuages mais responsable de fortes turbulences

24 janvier 2019

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Le cumulonimbus est le nuage avec le plus d’extension verticale et l’énergie qu’il renferme peut être impressionnante, les plus gros pouvant rivaliser avec l’énergie de la bombe atomique de Nagasaki.

Qui pourrait imaginer qu’un simple nuage soit à l’origine de phénomènes météorologiques parfois violents comme l’orage ? Le cumulonimbus est un nuage étonnant et effrayant à la fois.

Le cumulonimbus est un nuage étonnant et effrayant à la fois.

Le cumulonimbus (Cb) est un nuage sombre, bourgeonnant, à grand développement vertical (entre les niveaux de 400 et 10.000 m). Il déclenche les averses de grêle et les orages. Un Cb moyen représente un volume de 1.000 km³avec une densité d’eau de 0,8g/m³. Il pèse donc environ 800.000 tonnes.

Responsable de fortes turbulences

Le cumulonimbus est issu d’un cumulus (nuage de basse altitude – inférieure à 2.000 mètres – de beau temps) dans lequel de forts courants verticaux provoquent d’importantes turbulences.
Souvent caractérisé par une forme en enclume et une base sombre, il est lors le signe d’une probable forte aggravation des conditions météorologiques.

En cas d’orage, le cumulonimbus est noir, épais et surtout chargé d’électricité. Les charges négatives du nuage rejoignent les charges positives du sol, à travers l’air devenu conducteur. Le tonnerre est le bruit sourd qui accompagne la foudre.
À l’origine du Cb, et donc de l’orage, on retrouve différents facteurs comme la chaleur, un taux d’humidité important et un conflit de masse d’air à l’un des étages atmosphériques.

Roi des nuages, le cumulonimbus est le seul à pouvoir s’étendre sur les trois étages de la troposphère, inférieur, moyen, supérieur et s’autorise même de petites incursions dans la stratosphère. Arrivé à maturité, le cumulonimbus peut prendre des formes variées. Le point commun à tous les cumulonimbus est de chatouiller la tropopause, soit environ 12.000 mètres sous la latitude de la France, et jusqu’à 21.000 mètres dans certaines régions du globe. Par ailleurs il peut atteindre, voire dépasser les 10.000 mètres de hauteur entre sa base et son sommet.
Il est également le seul nuage à pouvoir produire des éclairs, et donc le seul nuage orageux à proprement parler. Mais tout Cb ne donne pas un orage, très souvent même on assiste à une simple averse.

Orages et cyclones

Le cumulonimbus est associé à des phénomènes météorologiques qui peuvent être violents : cotes averses, foudres, tornades, très fortes ascendances, rafales descendantes et grêle. C’est le nuage avec le plus d’extension verticale et l’énergie qu’il renferme peut être impressionnante, les plus gros pouvant rivaliser avec l’énergie de la bombe atomique de Nagasaki. La quantité d’eau qui condense par refroidissement peut atteindre le million de tonnes et les courants ascendants les 40 m/s dans les plus intenses, ce sont donc, dans le cycle de l’eau, des supertankers.

Mur de l’œil d’un cyclone

Un cyclone tropical violent comprend en son centre un œil où le temps va de clair à peu nuageux. Autour, de cet œil, se trouve un mur de cumulonimbus en forme de gradins de stade. C’est dans cette région que se retrouvent les vents violents les plus soutenus, allant jusqu’à la catégorie 5 de l’échelle de Saffir-Simpson (1), dus au gradient de pression atmosphérique. Les cumulonimbus sont parfois responsables de précipitations diluviennes, de forts courants ascendants donnant de la turbulence atmosphérique extrême et parfois de faibles tornades.

Les Grandes Plaines américaines sont réputées pour être fréquemment affectées par des tornades dévastatrices. La région centrale des États-Unis, surnommée aussi « Tornado Alley », possède en effet des conditions climatiques et un relief, propices à la formation de supercellules et de violentes tornades. Les masses d’air polaire, canalisées par les montagnes Rocheuses, rencontrent l’air tropical venu du Golfe du Mexique.
Si les États-Unis concentrent près de 75% des tornades mondiales observées, beaucoup d’autres régions connaissent, à des degrés divers, ce type de phénomène : l’Europe, l’Australie, l’Afrique du Sud, l’Argentine, le Bangladesh …

Ainsi, reconnaître un cumulonimbus dans le ciel peut nous aider à prévoir le temps qu’il fera.