Combien y a-t-il de litres d'eau dans un nuage ?
Nous sommes tous habitués à calculer la quantité de pluie qui tombe dans notre ville en litres par mètre carré, mais ... Serions-nous capables de s'aventurer sur la quantité d'eau contenue dans un seul nuage ?
Il est clair que tous les nuages n'ont pas la même taille et que le calcul que nous allons faire aujourd'hui donnera un résultat approximatif. Et pourtant, c'est un exercice nécessaire qui nous aidera à avoir une idée du volume d'eau qu'un nuage peut contenir.
Parce que maintenant, sans tricher et sans regarder les lignes qui suivent, combien d'eau pensez-vous qu'un nuage d'orage peut contenir ? Une centaine de litres ? Y a-t-il assez d'eau dans un nuage pour remplir une piscine olympique ?
Les nuages ne sont pas de la vapeur d'eau
Des enfants aux adultes, lorsqu'on vous demande comment se forme un nuage, la réponse à cette question est en général la vapeur d'eau. Peut-être en raison du fait qu'ils sont suspendus dans l'air. Bien sûr, ce n'est pas vrai. La vapeur d'eau est totalement transparente et en ce moment elle vous entoure et vous ne la voyez pas.
À des altitudes plus froides, nous pouvons trouver des nuages formés par de minuscules cristaux de glace. Dans notre cas, nous allons nous intéresser aux nuages qui apportent de la pluie. Nous mettrons donc de côté les nuages élevés, formés par des cristaux de glace et qui ne donnent pas lieu à des précipitations.
Le calcul
Imaginons un nuage parfaitement carré d'un kilomètre de chaque côté (longueur, largeur et hauteur). C'est à dire un kilomètre cube (1 km3). Ce nuage n'existe pas en réalité mais il y a plus ou moins des nuages de cette taille et cela facilitera nos calculs. Nous considérerons que la densité des gouttelettes d'eau à l'intérieur est uniforme, ce qui ne se produit pas non plus en réalité.
La teneur en eau liquide dans un cumulus varie entre 0.25 et 0.30 g/m3. Nous garderons la plus haute valeur. Cela signifie que dans chaque mètre cube de nuage, nous avons 0,30 gramme d'eau. Comme 1 litre d'eau équivaut à 1 000 grammes, nous obtenons que dans un mètre cube de nuage, il n y a que 0,00003 litre. Mais nous avons un nuage de 1 km3. En multipliant les 0,00003 litre par 1 000 000 000, nous obtenons que dans le nuage il y a 300 000 litres d'eau.
Si le nuage est plus dense, comme un cumulonimbus, la teneur en eau liquide s'élève à 3 gr/m3. Par ailleurs, le nuage a un développement vertical plus important. S'il avait une altitude de 6 km, en maintenant une largeur et une longueur de 1 km soit 6 km3, le nuage contiendrait, suivant les mêmes calculs ci-dessus, 18 millions de litres !
Si l'on considère qu'une piscine olympique a une capacité de 2 500 000 litres, on pourrait remplir 7 piscines olympiques avec uniquement un orage d'orage ou un cumulonimbus ... Pas mal !