Le brouillard est la suspension dans l'atmosphère de très petites gouttelettes d'eau réduisant la visibilité au sol à moins d'un kilomètre. Les gouttelettes d'eau sont maintenues en suspension par les mouvements turbulents de l'air, leurs charges électriques identiques les écartent les unes des autres. Le brouillard est en fait un nuage dont la base touche le sol.

Brume ou brouillard ?
Il s'agit du même phénomène, mais on parle de brume lorsque la visibilité est comprise entre 1 et 5 kilomètres. Dans les bulletins de météo marine, on parle de brume pour des visibilités inférieures à 0,5 mille marin (environ 1km). La brume peut aussi être due à la présence de divers aérosols (particules de pollution industrielle ou urbaine) qui réduisent parfois fortement la visibilité. On parle de « brume sèche » lorsque l'humidité est inférieure à 60%.

Pour que le brouillard se forme, le taux d'humidité de l'air doit être suffisamment élevé pour permettre la condensation de la vapeur d'eau par un refroidissement ou par un apport supplémentaire en humidité. Le vent ne doit pas être trop fort, pour éviter la dispersion des gouttelettes d'eau, ni trop faible, ce qui empêche leur suspension dans l'air. La présence d'un nombre suffisant de noyaux de condensation est également nécessaire : ils servent à fixer les gouttelettes d'eau. Il existe plusieurs processus par lesquels la vapeur d'eau se condense au voisinage de la surface terrestre et donc plusieurs types de brouillard.

    - Le brouillard de rayonnement
Il se forme par refroidissement nocturne de la surface terrestre, généralement en fin de nuit. Ce brouillard est typiquement terrestre et peut persister plusieurs jours en période hivernale. Il se dissipe en matinée sous l'action du rayonnement solaire, en commençant par la base, évoluant parfois en une couche de nuages bas (stratus).
     - Le brouillard d'advection
Un brouillard d'advection se forme lorsqu'une masse d'air chaud et humide se déplace sur une surface relativement froide. La base de cette masse d'air se refroidit au contact de la surface froide et ce refroidissement se propage sur une certaine épaisseur. Le refroidissement entraîne la condensation de la vapeur d'eau en minuscules gouttelettes maintenues en suspension par la turbulence et le vent léger.
Ce brouillard est rarement très dense (visibilité rarement inférieure à 100 m), mais son épaisseur verticale est importante et il peut se former à tout moment de la journée.
La plupart des brouillards rencontrés en haute mer sont des brouillards d'advection. Leur dissipation se produit avec le réchauffement de la surface froide ou par un changement de masse d'air, au passage d'un front par exemple.
     - Le brouillard d'évaporation
Ce brouillard se forme sur les surfaces maritimes, surtout en automne et en hiver. Il est très souvent associé à la brise de terre établie la nuit qui amène de l'air froid sur une surface maritime chaude et humide. Il se forme jusqu'à 5 milles de la côte, la limite de l'influence de la brise de terre.
D'amplitude limitée, il se présente généralement par bancs, d'épaisseur verticale toujours inférieure à 50 m. Ce type de brouillard peut se former par exemple en Méditerranée en hiver quand de l'air froid à –5° ou –10°C s'écoule des Alpes vers la mer. Il se forme également après des précipitations orageuses.

C'est un brouillard composé de gouttelettes d'eau surfondue (à l'état liquide par température négative, elles gèlent au moindre contact). Les brouillards givrants peuvent entraîner des dépôts importants sur les chaussées, barrières de sécurités, mais également sur la végétation, sur les lignes électriques, etc.

Les régions humides sont les plus exposées au brouillard :
- les vallées (ex : vallée de la Sienne)
- les zones forestières (ex : Landes)
- les zones marécageuses (ex : La Sologne)
- les zones côtières pour les brouillards d'advection d'origine maritime.
La saison la plus favorable à la formation de brouillard est l'automne avec les premiers refroidissements importants, souvent associés à des passages perturbés alternant avec des périodes anticycloniques.

Quand un rayon lumineux rencontre des micro gouttelettes d'eau en suspension, une très faible partie du rayon est absorbée par les gouttelettes mais une part très importante est diffusée. Le faisceau lumineux est dévié, réfléchi en tous sens et se transforme en un halo lumineux et opaque.

Pour connaître la visibilité, les météorologistes utilisent des repères visuels qui se trouvent à une distance connue du point d'observation (un château d'eau, un bâtiment, une colline …). Si l'on peut apercevoir nettement les contours d'un des repères sur fond de ciel, la visibilité est au moins égale à la distance qui sépare le repère du point d'observation.
Il existe également des appareils de mesure de la visibilité :

- Le transmissiomètre émet un faisceau lumineux étroit en direction d'un récepteur situé à 30 ou 50 m et mesure son affaiblissement au cours du trajet. Il détermine le coefficient d'atténuation de l'atmosphère.

- Le diffusomètre mesure l'intensité lumineuse d'un faisceau lumineux rétrodiffusé par l'atmosphère. Il détermine le coefficient de diffusion de la lumière par les particules en suspension dans l'air. Le principal défaut de cette mesure par instrument est qu'elle est faite dans un petit volume d'atmosphère, pas toujours représentatif, car la visibilité n'est pas toujours homogène autour du point d'observation.



Maintenance d'un transmissiomètre à
Roissy-Charles De Gaulle







Un diffusomètre devant la tour radar
de Trappes  

Le brouillard est un phénomène particulièrement dangereux pour tous les types de transports, routiers, aéronautiques ou maritimes. Sur la route, les accidents sont plus nombreux et plus graves par temps de brouillard : en dessous de 200 m de visibilité, le conducteur commence à perdre les repères visuels qui lui permettent d'évaluer sa vitesse. En plus de réduire la visibilité, les brouillards peuvent entraîner de faibles précipitations sous forme de bruine, voire de neige, et des phénomènes de dépôts liquides ou givrants par températures négatives.

Les différents processus de formation de brouillard sont bien connus, mais leur localisation et leur intensité restent difficiles à prévoir avec précision. Un brouillard n'est gênant pour un automobiliste qu'à partir de 200 m et surtout en-dessous de 50 m. Les prévisions se heurtent au fait que le brouillard est un phénomène de petite échelle, une faible variation de l'un ou l'autre des paramètres météorologiques peut être suffisante pour déclencher ou empêcher sa formation.