Les mouvements verticaux de l'air sont associés à plusieurs phénomènes (instabilité, relief de la terre, système dépressionnaire). De l'air chaud aura tendance à monter alors que l'inverse se produit avec de l'air froid. Pourquoi? Parce que de l'air chaud étant moins dense que l'air froid, il prend la route vers le haut jusqu'à ce qu'il atteigne un certain équilibre, c'est-à-dire que la densité de l'air ambiant soit le même que l'air montant.

Voici un exemple pour illustrer ce concept. Prenez un bouchon de liège et plongez le dans un bocal d'eau. Si vous le relâchez, le bouchon remontera immédiatement à la surface. Poursuivez l'expérience en prenant le bouchon et en le tenant au dessus de l'eau. Si vous le lâchez, il tombera tout de suite à la surface de l'eau. Que se passe-t-il? La densité du bouchon étant plus élevée que l'air mais moins élevée que l'eau fait en sorte que dans l'air, le bouchon descend mais dans l'eau, le bouchon remonte. Ce mouvement ascendant ou descendant permet au bouchon d'atteindre son équilibre.

Les situations en météorologie où l'air entreprend un mouvement vertical (vers le haut ou vers le bas) sont nombreuses. Tout d'abord, sachez que le mouvement vertical vers le haut est appelé ascendance alors que le mouvement vers le bas est appelée subsidence.

Origine orographique

En Amérique du nord, le long des montagnes, le vent d'ouest se doit de s'élever vers le sommet. Du côté est, le vent amorce une mouvement vers le bas le long du flanc. Si l'air est moindrement humide, de la condensation aura lieu et des nuages se formeront lorsque l'air en montant atteindra le point de rosée (température où l'eau contenue dans l'air sous forme d'humidité se condense). Les montages ont une grande influence sur la météo, visitez USA Today pour en savoir plus.

Origine frontale

La venue d'un front froid sur une région force la masse d'air chaud à monter. Encore une fois, ce mouvement pourra créer des nuages puisque l'air chaud est potentiellement plus humide que l'air froid.

Le même phénomène se produit lorsqu'une masse d'air chaud s'amène. Si elle rencontre une masse d'air plus froid, la masse d'air chaud amorcera un mouvement ascendant comme pour "passer" par-dessus la masse d'air froid.

Origine convective

L'été, dans les champs en campagne, le soleil réchauffe le sol. Lorsque ce dernier est suffisamment chaud, il commence à réchauffer l'air qui se trouve directement au dessus. L'air chaud devenant plus léger, un mouvement ascendant s'amorce. Ce phénomène produit des cellules convectives dans lequel des nuages peuvent se former dans chaque courant ascendant.

Origine dynamique

Dans une basse pression, on a vu que les vents circulaient en travers des isobares à cause de la friction du sol et que ces vents allaient vers le centre de la basse pression. On dit que le vent converge vers le centre (convergence). Hors, l'air ne pouvant s'accumuler indéfiniment dans le centre de la basse pression, il amorce un mouvement vers le haut comme celui illustré dans l'image qui suit.

Dans une haute pression, c'est l'inverse qui se produit. L'air circule hors de la haute pression en divergeant (divergence) vers l'extérieur avec un mouvement vertical de subsidence.

En résumé, la combinaison des mouvements divergents et convergents produit une cellule de convergence/divergence telle qu'illustrée dans la figure ci-bas. Ce genre de cellule est directement responsable de la création de nuages si l'air est humide et que le point de rosée est atteint dans le mouvement ascendant de l'air.