Les cirrus se forment lorsque la vapeur d'eau se transforme directement en cristaux de glace dans des conditions extrêmement froides, contrairement aux nuages de pluie au niveau du sol qui nécessitent de l'air extrêmement froid près du sol.
La théorie traditionnelle dit que les cirrus se forment lorsque des gouttelettes d'eau gèlent sur de petites particules d'aérosol dans l'atmosphère, agissant comme des sites de nucléation.
Cependant, il n’y a pas suffisamment de particules d’aérosol dans l’atmosphère pour expliquer le nombre de cristaux de glace qui se forment dans les cirrus.
Une nouvelle étude suggère que les cirrus se forment lorsque des gouttelettes d'eau gèlent sur des noyaux de glace produits par la fragmentation de cristaux de glace plus gros. Ce processus est appelé « fragmentation ». La fragmentation peut se produire lorsque des cristaux de glace entrent en collision les uns avec les autres ou lorsqu'ils sont frappés par des vents violents.
La nouvelle étude fournit une explication plus précise de la formation des cirrus. Cela suggère également que les cirrus pourraient jouer un rôle plus important dans le climat terrestre qu’on ne le pensait auparavant. Les cirrus réfléchissent la lumière du soleil vers l’espace, ce qui peut contribuer à refroidir la planète. Ils emprisonnent également la chaleur dans l’atmosphère, ce qui peut contribuer au réchauffement climatique.