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 Altocumulus castellanus

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Nadya
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MessageSujet: Altocumulus castellanus   26.12.13 15:03

Un altocumulus castellanus (du latin castellanus, château) est un nuage de type castellanus de l'étage moyen (2 à 6 km d'altitude) qui se distingue par les tours multiples se formant à son sommet. Le nom vient du fait que ces tours ressemblent aux créneaux des châteauxmédiévaux et elles indiquent un mouvement vertical convectif important à ce niveau1,2. Certains auteurs appellent ce nuage simplement un castellatus3. Leur épaisseur varie entre 1 000 m et 6 000 m4,5. Si leur sommet est formé de cristaux de glace, on pourrait appeler ces nuages altocumulonimbus (nom non officiel).


Les altocumulus castellanus sont le signe d'une instabilité de l'air aux niveaux moyens de l'atmosphère qui s'étend sur une grande épaisseur. Dans ces conditions, l'air plus chaud à la base qu'au sommet d'altocumulus (et qui est moins dense) subit une poussée d'Archimède qui entraîne cet air vers le haut. L'humidité contenue dans ces parcelles d'air se condense quand le refroidissement adiabatiquerend la parcelle saturée par rapport à la vapeur d'eau et forme le nuage. Le courant ascendant ne cessera que lorsque la température de l'air de la parcelle et de l'environnement s'équilibreront en altitude. Certains auteurs ne font pas de distinction précise entre des cumulus et des altocumulus castellanus6. Ils affirment qu'il y a continuité entre les cumulus de beau temps résultant d'ascendances partant du sol et les altocumulus castellanus qui, stricto sensu, n'ont pas d'ascendance sous leur base.
Les figures ci-dessous6 montrent un exemple d'altocumulus de base particulièrement élevée à Norman (Oklahoma). Le sondage atmosphérique associé suggère que la base de ces nuages est aux environs de 4 km. Ces nuages ont été observés tôt le matin et le diagramme indique une inversion de température marquée près du sol. Ces nuages correspondent à une advection d'air chaud aux niveaux moyens de l'atmosphère.

L'altocumulus castellanus a été défini dans l'Atlas international des nuages7 dont la dernière édition date de 1956. À cette époque, les satellites n'existaient pas et les nuages étaient observés visuellement. De nos jours, les satellites sillonnent la planète et les sondages atmosphériques sont monnaie courante. Scorer3 et Corfidi6 pensent que cette définition visuelle de l'altocumulus castellanus est obsolète et que les nuages devraient être définis suivant des caractères purement physiques. Dans ces conditions, on pourrait réserver le mot castellanus aux nuages qui ont la forme de tours étroites quelle que soit leur hauteur. Une définition plus correcte des nuages dont les ascendances génératrices ne partent pas du sol serait d'ajouter le préfixe latin alto (ou en anglais elevated) systématiquement avant le nom du nuage. Ainsi, par définition, un altocumulus ne sera jamais engendré par des ascendances partant du sol. Un altocumlus castellanus pourrait être simplement appelé altocastellanus s'il a la forme de tours étroites. De même un altocumulus qui dégénère en cumulonimbus serait appelé altocumulonimbus (nom non officiel). Le nom officiel est cumulonimbus altocumulusgenitus.
Cette erreur courante de reconnaissance des altocumulus est liée à la définition de l’Atlas international des nuages qui mentionne que tout cumulus dont la base serait supérieure à 2 km pourrait être un altocumulus. De plus, l’Atlas affirme que «les cumulus et les cumulonimbus ont habituellement leur base dans l'étage inférieur» (7). Cette définition étroite provient de l'observation dans les climats tempérées à humidité moyenne et ne tient pas compte de la physique des nuages. Ainsi, dans l'ouest américain, en plein été les cumulus peuvent avoir leur base à 4 000 mètres d’altitude car la conjugaison de points de rosée relativement bas (de l'ordre de 10 °C) et de températures élevées (jusqu'à 45 °C) donne un niveau de convection libre très élevé.

Les mouvements convectifs associés aux altocumulus castellanus se produisent dans le niveau moyen de l'atmosphère et correspondent à une instabilité potentiellement orageuse en altitude. Souvent, ces nuages sont des signes précurseurs d'orages à base élevée et/ou de mauvais temps généralisé. De plus, les altocumulus castellanus, peuvent donner des averses et de la turbulence importante à cause du mouvement vertical important qui les créent. Si l'instabilité augmente, ces nuages peuvent se transformer en altocumulonimbus (officiellement cumulonimbus altocumulomutatus) et donner des orages voire en cumulonimbus ordinaires où les courants ascendants partent du sol. En effet, les altocumulonimbus engendrent des courants descendants et des rafales descendantes. Il se produit alors une instabilité au sol créée par ces courants descendants, ce même en présence de conditions stables initiales au niveau du sol. L'air en altitude devient alors plus froid et donc peut engendrer de l'instabilité dans les basses couches de l'atmosphère où l'air est encore relativement chaud6. Dans certains cas extrêmes, ces courants descendants peuvent aller au-delà de leur point d'équilibre et donc l'air du courant descendant devient plus chaud que l'air environnant. On est alors en présence du phénomène du coup de chaleur.
Les altocumulus castellanus se développent ou s'intensifient souvent après le coucher du soleil alors que le sommet d'une couche d'altocumulus se refroidit et que sa base reste plus chaude créant une situation instable. Par contre, la formation de ces nuages le matin est souvent le signe avant-coureur d'orages l'après-midi. En effet, comme il a été expliqué plus haut, le réchauffement diurne peut créer des conditions instables près de la surface qui seront surmontées par des conditions similaires au niveau moyen, le tout permettant à la convection à partir de la surface d'atteindre de grandes hauteurs.

Les altocumulus castellanus peuvent dégénérer en cumulonimbus qui peuvent être extrêmement dangereux (voir Dangers des cumulonimbus). Tom Bradbury développe le sujet dans son ouvrageMeteorology and Flight8. Un cumulus véritable de base élevée comme on en trouve dans l'ouest américain (voir supra) donnera de très bonnes conditions aérologiques pour la pratique du vol à voile tandis qu'un elevated cumulus (ou altocumulus castellanus) sera le plus souvent inexploitable car le courant ascendant ne se rend pas très loin sous le nuage. Toutefois, le mouvement vertical dans le nuage peut être très important si l'instabilité des niveaux moyens de la troposphère est grande, et parfois commencer à une certaine distance sous le nuage. Un planeur qui aurait atteint le niveau proche des bases de ces nuages, grâce à de la convection à plus basse altitude, pourrait l’exploiter. Cependant, les conditions nocturnes dans lesquelles ce développement se passe le plus souvent, comme mentionné antérieurement, sont défavorables à trouver de la convection à bas niveau.
Ce qui distingue visuellement le cumulus de l'altocumulus castellanus est que le premier a une base plate tandis que ce dernier n'a pas, en général, de base nettement définie. Une observation visuelle du nuage peut ne pas être suffisante car dans certains cas, le castellanus hybride (faux cumulus) peut avoir une base plate. Le seul moyen sûr de distinguer ces deux types de nuages est d'obtenir un sondage atmosphérique avant le vol. De plus, lorsqu'un cumulus se désagrège, il existe encore des ascendances sous la base du nuage mais qui ne partent plus du sol. En particulier en fin de journée, la masse d'air peut-être stable jusqu'à 2 000 ou 3 000 pieds (600 à 1 000 m) et être instable au-dessus. Les cumulus se transforment alors en stratocumulus oualtocumulus en fonction de leur hauteur. Avant la version de 1956 de l'Atlas international des nuages, ces nuages étaient appelés stratocumulus ou altocumulus « vesperalis ». Directement sous ces nuages, il y a encore des ascendances. Le météorologue Corfidi6 explique que ces nuages, à l'air tout à fait inoffensif et qui se désagrègent rapidement, peuvent en fait être des signes précurseurs d'orages nocturnes.

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