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Cavum : quelles sont ces étranges formations nuageuses ?

Crédits : Wikimedia Commons.

De temps à autre, les nuages présentent des aspects particulièrement troublants. Certaines de ces particularités sont d’origine tout à fait naturelle tandis que d’autres résultent de l’action de l’Homme sur le couvert nuageux. C’est dans cette seconde catégorie que se placent les formations discutées dans le présent article.

Le cavum, un phénomène surprenant

Arborant une géométrie circulaire, elliptique ou encore linéaire, ces sortes de trous à l’intérieur d’une nappe nuageuse sont désignés par le terme cavum, officiellement introduit par l’Atlas international des nuages en 2017. On remarque fréquemment des traînées, semblables à des chevelures, qui s’en échappent. Un peu comme si une partie du ciel s’effondrait subitement. Enfin, on les observe essentiellement en présence de cirrocumulus ou d’altocumulus. Une caractéristique qui n’est pas sans rapport avec les processus impliqués dans l’apparition d’un cavum.

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Cavum capturé en Oklahoma le 2 janvier 2010. Crédits : Wikimedia Commons.

En effet, la cause la plus courante de ces formations est le passage d’un avion dans une couche nuageuse fine et constituée de gouttelettes d’eau surfondues. Autrement dit, liquides à des températures inférieures à 0 °C. Or, cet état est très instable. Aussi, la perturbation aérodynamique – une décompression brutale de l’air – provoquée lors du passage de l’aéronef suffira à déclencher le passage de l’eau à l’état solide. Notons que contrairement à ce que l’on pouvait penser par le passé, les particules rejetées par les moteurs semblent jouer un rôle marginal.

Du liquide à la glace, une réaction en chaîne

La chute de température qui accompagne la perturbation de pression permet donc aux gouttelettes d’évoluer en cristaux de glace. Toutefois, le phénomène ne reste pas localisé mais se généralise à une large zone via une sorte d’effet domino. Et pour cause, l’eau des gouttelettes environnantes va peu à peu s’évaporer et venir grossir les cristaux. On parle d’effet Bergeron. Le processus s’étend vers l’extérieur et laisse derrière lui une trouée d’éclaircie, témoin de cristaux devenus assez lourds pour précipiter et s’évaporer dans l’air sous-jacent. C’est cette précipitation qui forme les traînées que l’on retrouve habituellement avec le cavum. On parle de virga pour désigner une telle précipitation qui n’atteint pas le sol.

Selon que l’avion traverse la couche nuageuse à la verticale ou, au contraire, à l’horizontale, on observera des formes circulaires ou linéaires. En fonction des conditions fines de microphysique nuageuse, seule une partie du nuage pourra être instable. D’où les motifs parfois irréguliers ou tortueux rapportés par les observateurs de terrain. Enfin, notons que les imageries satellitaires à très haute résolution permettent aujourd’hui d’observer ces trouées depuis l’espace de façon systématique. L’animation présentée ci-dessus, prise en Amérique du Nord le 17 février 2020, en donne un exemple frappant.