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Le cumulonimbus, de la famille des cumulus, est le nuage qui présente la plus grande extension verticale. Sa base se situe en général de quelques centaines de mètres, il peut culminer à des altitudes allant de 8 000 à 18 000 mètres. En fin d'évolution, sa partie supérieure ressemble à une enclume. Le cumulonimbus est souvent associé à des phénomènes violents comme les fortes averses, la foudre, les tornades, les rafales descendantes et la grêle
Les nuages sont formées par un mouvement vertical de l'air qui mène à la condensation de la vapeur d'eau qu'il contient suite à son refroidissement par détente adiabatique. Ce mouvement peut être mécanique et régulier (ex. soulèvement par un front chaud ou une montagne) ou être thermodynamique et variable comme dans un nuage convectif. La base d'un nuage est la hauteur à laquelle débute la condensation et le sommet, celui où le mouvement vertical se termine. L'extension verticale est donc la distance entre ces deux points.