Pourquoi certains nuages sont-ils blancs et d'autres gris ?

Les couleurs du ciel sont le résultat de la diffusion et de la réfraction de la lumière du soleil lorsqu'elle atteint la surface de la terre. Certains phénomènes quotidiens de l'optique atmosphérique, comme la couleur bleue du ciel, nous sont familiers, tandis que d'autres sont plus spectaculaires et ne se produisent que dans des conditions particulières, comme un arc-en-ciel.

Crédit : Nicholas Swanson

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Aujourd’hui, nous allons vous expliquer pourquoi certains nuages visibles dans le ciel sont de couleur grise alors que d’autres sont entièrement blancs. La réponse est plus simple qu’on ne l’imagine et elle se cache dans les caractéristiques de chaque nuage mais également dans ses dimensions.

En effet, les nuages que l’on aperçoit ne sont pas tous formés de la même façon. Par exemple, il en existe des épais, des plus fins, des plus lourds ou encore des très légers. Bref, si vous vous êtes déjà demandé pourquoi tous les nuages n’avaient pas la même couleur, cet article est fait pour vous.

En ce qui concerne la couleur des nuages, qui peuvent être habillés de différentes teintes plus ou moins foncées de blanc et de gris, deux facteurs sont particulièrement déterminants. Le premier est la taille des particules d'eau liquides et solides présentes dans le nuage, que l'on appelle hydrométéores.

Gris ou blanc ? Une question de diffusion de la lumière

L'autre est le nombre de ces hydrométéores. Conséquence, dans le cas où un nuage se compose principalement de gouttelettes et de cristaux de glace, la lumière du soleil peut y pénétrer relativement facilement et elle se diffuse à l’intérieur de manière très homogène. En conséquence, ces types de nuages apparaissent d'un blanc éclatant.

En revanche, lorsque la taille et la concentration des hydrométéores augmentent dans un nuage, la lumière solaire éprouve des difficultés à pénétrer au cœur du nuage. Résultat, sa diffusion est multiple et elle n’atteint donc pas chaque point du nuage avec la même puissance.

Dans ce cas de figure, nous percevons ces nuages comme bien plus sombres, aux nuances de gris variables. Il est logique que nous accordions le plus d'attention aux nuages sombres : les hydrométéores lourds et volumineux tombent plus facilement des nuages, provoquant la pluie ou la neige.

C'est l'épaisseur, ou la hauteur des nuages, qui leur donne un aspect gris. Les nuages sont constitués de minuscules gouttelettes d'eau ou de glace. Ils se forment lorsque la vapeur d'eau se condense dans des poches d'air ascendant. Dans des conditions favorables, l'air continue à s'élever, ce qui entraîne la formation d'un nuage de plus en plus haut.

Les minuscules gouttelettes d'eau et cristaux de glace des nuages ont la taille idéale pour diffuser toutes les couleurs de la lumière, alors que les molécules d'air plus petites diffusent plus efficacement la lumière bleue. Lorsque la lumière contient toutes les couleurs, nous la percevons comme blanche.

Crédit : Zbynek Burival

Lorsque les nuages sont fins, ils laissent passer une grande partie de la lumière et apparaissent blancs. Mais comme tout objet qui transmet la lumière, plus ils sont épais, moins la lumière les traverse. Au fur et à mesure que leur épaisseur augmente, ils paraissent plus sombres. Nous percevons cela comme du gris.

Si vous regardez attentivement, vous remarquerez que les fonds des nuages sont toujours un peu plus gris que leurs côtés. Plus les nuages sont hauts, plus leur fond est gris.

Intéressant n’est-ce pas ? Désormais vous aurez de quoi briller comme jamais aux soirées entre amis ou aux dîners de famille !