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

La couleur apparente d’un nuage dépend principalement de la quantité de lumière solaire qu’il renvoie vers nos yeux et de celle qui le traverse. Un nuage blanc est généralement assez fin ou suffisamment éclairé pour diffuser une grande quantité de lumière dans toutes les directions. À l’inverse, un nuage gris est souvent plus épais : il bloque ou atténue davantage la lumière, en particulier lorsqu’on l’observe par-dessous. La différence entre le blanc et le gris tient donc surtout à l’épaisseur du nuage et à la manière dont la lumière le traverse.

Le rôle des gouttelettes et des cristaux de glace

Les nuages sont constitués de minuscules gouttelettes d’eau et, à certaines altitudes, de cristaux de glace. Lorsque la lumière du Soleil rencontre ces particules, elle est diffusée dans de nombreuses directions. Comme les différentes couleurs de la lumière visible sont diffusées de façon assez comparable, la lumière renvoyée paraît blanche. Dans un nuage peu épais, une grande partie de la lumière peut également traverser la couche nuageuse : l’ensemble conserve alors une apparence claire et lumineuse.

Pourquoi les nuages épais paraissent gris

Quand un nuage est épais ou présente une forte épaisseur optique, la lumière doit traverser une plus grande quantité de gouttelettes ou de cristaux avant de parvenir jusqu’à l’observateur. Elle est alors diffusée plusieurs fois et une part moins importante atteint directement le dessous du nuage puis nos yeux. La base du nuage reçoit donc moins de lumière et semble grise, parfois très sombre. Il ne s’agit pas nécessairement d’une absorption complète de la lumière : c’est surtout la multiplication des diffusions et la réduction de la lumière transmise qui assombrissent son apparence. Un même nuage peut d’ailleurs avoir une partie supérieure blanche, directement éclairée par le Soleil, et une base grise vue depuis le sol.

L’éclairage modifie aussi la perception

La position du Soleil et l’angle d’observation influencent la couleur perçue. Un nuage éclairé par-dessus peut présenter des contours blancs et lumineux, tandis que sa partie inférieure, située dans l’ombre, paraît grise. Lorsque le Soleil est bas, derrière le nuage ou momentanément masqué, la lumière reçue par celui-ci et renvoyée vers l’observateur est moins intense ; le nuage peut alors sembler plus sombre. La couleur observée dépend donc à la fois de l’épaisseur réelle du nuage, de son éclairage et de la position de la personne qui le regarde.

Le cas des nuages d’orage

Les cumulonimbus, nuages associés aux averses et aux orages, sont particulièrement épais et peuvent contenir beaucoup d’eau et de glace. Leur base paraît souvent gris foncé parce qu’une faible quantité de lumière solaire parvient à la traverser. Leur sommet, en revanche, peut rester blanc lorsqu’il est directement éclairé. Une teinte très sombre indique donc surtout que le nuage bloque fortement la lumière ; elle peut accompagner des précipitations importantes, sans que sa couleur suffise à déterminer à elle seule la nature exacte ou la violence du phénomène météorologique.