Les choses de la vie. - 410 messages

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le 09-05-2009 00:43 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
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Les nuages

Un nuage est formé d’un ensemble de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’air . L’aspect du nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre et de la répartition des particules qui le constituent. Les gouttelettes d’eau d’un nuage proviennent de la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’air. La quantité maximale de vapeur d’eau (gaz invisible) est fonction de la température de l’air. Plus l’air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d’eau.

On parle aussi de nuages de fumées et de nuages de poussière, par analogie avec les formes que prennent les nuages atmosphériques (amas, filaments, volutes).

Toujours par analogie, on parle de nuages de sauterelles (déplacement de grands nombres de criquets) et de nuages de points (regroupement de points sur des diagrammes mathématiques).

Formation des nuages

La formation de nuages résulte du refroidissement d'un volume d'air jusqu'à la condensation d'une partie de sa vapeur d'eau. Si le processus de refroidissement se produit au sol (par contact avec une surface froide , par exemple), on assiste à la formation de brouillard. Dans l'atmosphère libre, le refroidissement se produit généralement par soulèvement, en vertu du comportement des gaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, selon lequel un gaz se refroidit spontanément lorsque la pression baisse. Inversement, la dissipation des nuages se produit lorsqu'un réchauffement permet aux gouttelettes ou aux cristaux de glace de s'évaporer. Les nuages peuvent aussi perdre une partie de leur masse sous forme de précipitations, par exemple sous forme de pluie, grêle ou neige.

La condensation de la vapeur d'eau, en eau liquide ou en glace, se produit initialement autour de certains types de micro-particules de matière solide (aérosols), qu'on appelle des noyaux de condensation ou de congélation. La congélation spontanée de l'eau liquide en glace, dans une atmosphère très pure, ne se produit pas au-dessus de -40 °C. Entre 0 et -40 °C, les gouttes d'eau restent dans un état métastable (surfusion), qui cesse dès qu'elles rentrent en contact avec un noyau de condensation (poussière, cristal de glace, obstacle). Lorsque ce phénomène se produit au sol, on assiste à des brouillards givrants.

Juste après la condensation ou la congélation, les particules sont encore très petites. Pour des particules de cette taille, les collisions et l'agrégation ne peuvent pas être les facteurs principaux de croissance. Il se produit plutôt un phénomène connu sous le nom de effet Bergeron. Ce mécanisme repose sur le fait que la pression partielle de saturation de la glace est inférieure à celle de l'eau liquide. Ceci signifie que, dans un milieu où coexistent des cristaux de glace et des gouttelettes d'eau surfondue, la vapeur d'eau ambiante se condensera en glace sur les cristaux de glace déjà existants, et que les gouttelettes d'eau s'évaporeront d'autant. On voit ainsi que le soulèvement est doublement important dans la formation de nuages et de précipitation : en premier lieu comme mécanisme de refroidissement, et ensuite comme porteur de gouttelettes d'eau liquide jusqu'au niveau où elles deviennent surfondues.

Le soulèvement peut être dû à la convection, à la présence de terrains montagneux faisant obstacle à l'écoulement de l'air ou à des facteurs de la dynamique atmosphérique, comme les ondes baroclines (aussi appelées ondes frontales).

Types de nuages

Un nuage en formation.

Il existait au XIXe siècle une classification compliquée des nuages en fonction de leur apparence qui faisait usage de termes en latin. Cette classification n'est plus utilisée en météorologie moderne, bien qu'il en reste des reliquats.

La nomenclature moderne divise les nuages en deux grands types : convectifs et stratiformes.

* Le soulèvement convectif : souvent vigoureux et au déclenchement abrupt, produit des nuages caractérisés par une extension verticale élevée, mais une extension horizontale limitée. Ces nuages sont désignés génériquement par le terme cumulus.

* Le soulèvement dit synoptique est le résultat des processus de la dynamique en atmosphère stable, dans un écoulement stratifié. Ce soulèvement est graduel, produisant des systèmes nuageux d'une texture uniforme, pouvant couvrir des milliers de kilomètres carrés. Ces nuages sont désignés génériquement par le terme stratus. Il arrive parfois que ce soulèvement graduel déstabilise la couche atmosphérique, donnant lieu à des nuages convectifs imbriqués dans le nuage stratiforme.

Classification

Classification des nuages par altitude d'occurrence

Les deux types de nuages (cumulus et stratus) sont divisés en quatre groupes selon la hauteur de leur base (et non l'altitude de la cime). On qualifie le nuage élevé de cirrus et le nuage d'altitude moyenne d'altus. Il n'existe pas de préfixe pour les nuages bas. Ce système a été proposé en 1802 par Luke Howard.

Nuages élevés (Famille A)

Ils se forment au dessus de 5 000 mètres dans la région froide de la troposphère. Ils sont classés en utilisant le préfixe cirro- ou cirrus. À cette altitude, l'eau gèle quasiment toujours : les nuages sont donc composés de cristaux de glace.

Les nuages dans la famille A sont :

* Cirrus : cirrus castellanus, cirrus duplicatus, cirrus fibratus, cirrus floccus, cirrus intortus, cirrus Kelvin-Helmholtz, cirrus spissatus, cirrus vertebratus, cirrus uncinus.
* Cirrocumulus : cirrocumulus castellanus, cirrocumulus floccus, cirrocumulus lenticularis, cirrocumulus lacunosus, cirrocumulus undulatus.
* Cirrostratus : Cirrostratus duplicatus, Cirrostratus fibratus, Cirrostratus nebulosus, Cirrostratus undalatus.
* Traînée de condensation : Long et fin nuage formé après le passage d'un avion à haute altitude (appelé contrail en anglais).

Cirrus

Cirrocumulus

Cirrostratus

Traînée de condensation

Nuages moyens (Famille B)

Ils se développent entre 2 000 et 5 000 mètres et sont classés en utilisant le préfixe alto-. Ils sont formés de gouttelettes d'eau.

Les nuages dans la famille B sont :

* altostratus : altostratus duplicatus, altostratus lenticularis, altostratus mammatus, altostratus opacus, altostratus praecipitatio, altostratus radiatus, altostratus translucidus, altostratus undulatus

* altocumulus : altocumulus castellanus, altocumulus duplicatus, altocumulus floccus, altocumulus lacunosus, altocumulus opacus, altocumulus perlucidus, altocumulus radiatus, altocumulus stratiformis, altocumulus translucidus, altocumulus undulatus, altocumulus virga, altocumulus lenticularis

* nimbostratus : nimbostratus floccus, nimbostratus opacus, nimbostratus pannus, nimbostratus praecipitatio, nimbostratus virga

Altostratus

Altocumulus

Nimbostratus

Nuages bas (Famille C)

Ce sont des nuages de basses altitudes (jusqu'à 2 000 mètres) qui incluent les stratus. Lorsque ces derniers rencontrent la terre, on les appelle brouillard.

Les nuages dans la famille C sont :

* stratocumulus : stratocumulus castellanus, stratocumulus duplicatus, stratocumulus floccus, stratocumulus lacunosus, stratocumulus lenticularis, stratocumulus mammatus, stratocumulus opacus, stratocumulus perlucidus, stratocumulus praecipitatio, stratocumulus radiatus, stratocumulus translucidus, stratocumulus undulatus

* stratus : nuages bas à texture uniforme, souvent accompagnés de brouillard au sol : stratus fractus, stratus lenticularis, stratus nebulosus, stratus opacus, stratus praecipitatio, stratus translucidus, stratus undulatus

* cumulus : cumulus arcus, cumulus castellanus, cumulus congestus, cumulus fractus, cumulus humilis, cumulus mediocris, cumulus orographic, cumulus pannus, cumulus pileus, cumulus praecipitatio, cumulus radiatus, cumulus tuba, cumulus velum

Stratocumulus

Stratus

Cumulus

Nuages verticaux (Famille D)

Ces nuages peuvent avoir de forts courants verticaux et s'élèvent bien au-dessus de leur base. Ils se forment à différentes altitudes.

Les nuages dans la famille D sont :

* cumulonimbus : nuages convectifs à l'extension verticale maximale, produisant les orages (cumulonimbus arcus, cumulonimbus calvus, cumulonimbus capillatus, cumulonimbus incus, cumulonimbus mammatus, cumulonimbus pannus, cumulonimbus pileus, cumulonimbus praecipitatio, cumulonimbus roll, cumulonimbus scud, cumulonimbus shelf, cumulonimbus spissatus, cumulonimbus tuba, cumulonimbus velum).

Cumulonimbus supercellulaire

Orage typiquement estival. Les pilus sur les tours principales témoignent d'une forte ascendance

Autres types

Quelques nuages peuvent être rencontrés dans la troposphère, stratosphère et mésosphère, comme les nuages noctulescents.

Nébulosité et opacité

La diffusion de la lumière par les gouttelettes des nuages selon la théorie de Mie se fait surtout vers la direction d'où vient la lumière et dans la direction où elle va. Ainsi, la blancheur des nuages est maximale lorsque l'observateur dirige son regard dans un axe aligné avec le soleil, soit dans le dos ou devant lui. À tout autre angle, il reçoit seulement une fraction de la luminosité.

La dispersion de la lumière à travers les cristaux de glace des cirrostratus, obéit quant à elle à la diffusion de Rayleigh qui est isotrope selon l'angle mais dépend de la longueur d'onde. C'est pourquoi on voit souvent des halos circulaires autour du soleil lorsque ce type de nuage s'interpose.

La diffusion de la lumière par les gouttelettes des nuages selon la théorie de Mie se fait surtout vers la direction d'où vient la lumière et dans la direction où elle va. Ainsi, la blancheur des nuages est maximale lorsque l'observateur dirige son regard dans un axe aligné avec le soleil, soit dans le dos ou devant lui. À tout autre angle, il reçoit seulement une fraction de la luminosité.

La dispersion de la lumière à travers les cristaux de glace des cirrostratus, obéit quant à elle à la diffusion de Rayleigh qui est isotrope selon l'angle mais dépend de la longueur d'onde. C'est pourquoi on voit souvent des halos circulaires autour du soleil lorsque ce type de nuage s'interpose.
Panorama de stratocumulus avec mamma en formation.

La diffusion de la lumière par les gouttelettes des nuages selon la théorie de Mie se fait surtout vers la direction d'où vient la lumière et dans la direction où elle va. Ainsi, la blancheur des nuages est maximale lorsque l'observateur dirige son regard dans un axe aligné avec le soleil, soit dans le dos ou devant lui. À tout autre angle, il reçoit seulement une fraction de la luminosité.

La dispersion de la lumière à travers les cristaux de glace des cirrostratus, obéit quant à elle à la diffusion de Rayleigh qui est isotrope selon l'angle mais dépend de la longueur d'onde. C'est pourquoi on voit souvent des halos circulaires autour du soleil lorsque ce type de nuage s'interpose.

le 09-05-2009 17:34 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
Inscrit le: 17-03-2009

La Pluie

La pluie désigne généralement une précipitation d'eau à l'état liquide tombant de nuages vers le sol.

Pluie tombant dans une rue de Kolkata en Inde.

Pluie tombant dans une flaque d'eau.

Une pluie de mousson à Kerala en Inde.

Rideau de pluie sous un ciel orageux.

Formation

La pluie résulte de l'évaporation de l'humidité qui existe dans la nature et plus particulièrement des grandes étendues d'eau (lacs, mers...). Cette vapeur d'eau s'élève et, se refroidissant par détente, se condense autour de noyaux de condensation (poussières, pollens, aérosols...) et donne des nuages. Lorsque la condensation est trop importante et que les gouttes d'eau alors formées sont trop lourdes (environ 0,5 mm de diamètre), elles tombent, formant ainsi une pluie, si les conditions météorologiques s'y prêtent. Des variations de température sur le parcours de la pluie peuvent ainsi occasionner d'autres formes de précipitation : neige, grêle, grésil...

Selon les conditions rencontrées lors de sa chute, la goutte de pluie peut éventuellement s'évaporer ; toute la pluie n'atteint alors pas le sol. Le phénomène nommé virga est un cas extrême, où la pluie se vaporise entièrement avant d'atteindre le sol ; cela se produit souvent dans les déserts chauds et secs.

Il est possible de créer des pluies artificielles (nucléation des gouttes d'eau par un produits chimique d'ensemencement dispersé à hauteur des nuages par avion ou fusée) ; dans les pays industriels ou développés, le régime hebdomadaire des pluies est modifié par la pollution (qui est moindre le week-end) car celle-ci, notamment lorsqu'elle est riche en aérosols soufrés, contribue à nucléer les gouttes d'eau. Les modifications climatiques globales perturbent aussi probablement le régime mondial des pluies, mais d'une manière qui n'est pas encore clairement comprise en raison de la grande complexité des phénomènes météorologiques.

Mesures quantitatives

La mesure de la pluie, appelée pluviométrie, se fait avec un simple appareil nommé pluviomètre. Cette mesure correspond à la hauteur d'eau recueillie sur une surface plane ; elle s'exprime en millimètres, et parfois en litres par mètres carré (1 l/m² = 1 mm). En station météo, cette mesure est faite quotidiennement (ou par période d'une heure voire de 6 minutes).

Les pluies se caractérisent aussi par leur durée et leur fréquence tout au long de l'année. Ces données sont notamment utilisées afin de dimensionner les réseaux d'assainissement des villes.

Pour comparer la pluviosité de régions géographiques différentes, on utilise un cumul annuel de la quantité de pluie ; on l'exprime alors en millimètres par an (par exemple, environ 2500 mm/an en forêt tropicale humide, moins de 200 mm/an dans une zone désertique).

Qualité
Comme les autres eaux météoritiques (rosée, brume..) l'eau de pluie est initialement assez pure mais en tombant elle se charge de différents éléments minéraux et polluants (solubilisés, inclus dans les gouttelettes ou collés à leur surface) qui la rendent moins pure et parfois non potable voire très polluée (pluies acides). En particulier le début d'une pluie est souvent chargé en polluants. De nombreuses études ont montré que les pluies pouvaient contenir des pesticides[1] et eutrophisants (azote d'origine agricole principalement) en quantité non négligeable. Les pluies contribuent à la pureté naturelle de l'atmosphère.

Les poussières collectées par la pluie peuvent être assez abondantes pour la teinter, ou la transformer en pluie de boue. Les particules riches en oxyde de fer ont pu donner naissance aux légendes de pluies de sang. Il y a aussi des pluies de sable qui viennent du Sahara.

Culture

L'attitude des populations vis-à-vis de la pluie diffère selon les régions du monde. Dans les régions tempérées, comme l'Europe, la pluie a une connotation triste et négative — « Il pleure dans mon cœur comme il pleut sur la ville », écrivait Paul Verlaine — alors que le soleil est synonyme de joie. En marge de cette vision traditionnellement négative de la pluie, elle est parfois associée à des valeurs positives (apaisement, fertilité, propreté) ou esthétiques.

Dans les régions sèches, comme certaines parties de l'Afrique, de l'Inde, du Moyen-Orient, la pluie est considérée comme une bénédiction et reçue avec euphorie. Elle a un rôle économique fondamental, là où les cours d'eau sont rares et la distribution de l'eau potable et l'irrigation sont conditionnées par les précipitations.

De nombreuses cultures ont développé des moyens de se protéger de la pluie (imperméables, parapluies), et élaboré des systèmes de canalisation et d'évacuation (gouttières, égouts). Là où elle est abondante, soit par sa fréquence, soit par sa violence (mousson), les gens préfèrent instinctivement se mettre à l'abri.

L'eau de pluie bénéficie naturellement à l'agriculture. Elle peut être aussi stockée pour faire face à des périodes sèches. Son acidité et la présence de poussières la rendent fréquemment impropre à la consommation, et nécessitent des traitements.

L'urbanisation doit prendre en compte une gestion de la pluie. Les sols rendus étanches dans les villes nécessitent le développement de réseaux d'évacuation et d'assainissement. En changeant la proportion entre l'eau ruisselée et l'eau absorbée par le sol, le risque d'inondation est augmenté si les infrastructures sont sous-dimensionnées.

le 09-05-2009 18:04 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
Inscrit le: 17-03-2009

La Neige

La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont composés de petites particules, ils peuvent avoir aussi bien une structure ouverte et donc légère qu'un aspect plus compact voisin de celui de la grêle. La neige se forme généralement par la condensation de la vapeur d'eau dans les hautes couches de l'atmosphère et tombe ensuite plus ou moins vite à terre selon sa structure.

Les canons à neige produisent de la neige artificielle, en réalité de minuscules grains proches de la neige fondue. Cette technique est utilisée sur les pistes de ski indoor, mais aussi dans les stations de sports d'hiver pour améliorer l'état des pistes.

Des études récentes ont montré que certaines bactéries (dites glaçogènes ) jouent un rôle important dans la formation des cristaux de glace ou de neige. Ces bactéries sont normalement épiphytes (pseudomonas sp. par exemple) mais peuvent parfois être pathogènes. Elles sont identifiées dans de nombreux échantillons de neige en France, en Amérique du Nord et en Antarctique.

Paysage enneigé en Bulgarie.

Neige dans le Luberon.

Aspects physiques

Historique

Kepler fut l’un des premiers scientifiques à s’intéresser à la formation des flocons. Il rédige en 1611 un traité, L’Étrenne ou la neige sexangulaire. Vers 1930, le japonais Ukichiro Nakaya forme ses propres flocons dans des conditions expérimentales, fixant la température et la saturation en eau. Il s’aperçoit alors que la forme des cristaux dépend de ces deux paramètres. En 1935, Tor Bergeron développe la théorie de croissance des flocons à partir de la cannibalisation des gouttes d’eau surfondues appelée l’effet Bergeron.

Diversité

Dans un nuage très froid, la vapeur d’eau se condense directement en cristaux de glace sur des particules en suspension (poussières, fumée…). S'ils ne rencontrent que des couches d’air de température inférieure à 0 °C pendant leur chute, les cristaux s’agglutinent et se combinent pour former des flocons de plus en plus larges. L’assemblage de ces cristaux dépend essentiellement des températures. La seule caractéristique commune à tous les cristaux est la structure hexagonale liée à l’angle de 120° de la molécule d’eau. Elle provient d’une minimisation de l’énergie potentielle chimique du cristal.

La forme des cristaux varie en fonction de la température, mais aussi du degré d’humidité :

* de 0 à -4 °C : minces plaquettes hexagonales ;
* de -4 à -6 °C : aiguilles ;
* de -6 à -10 °C : colonnes creuses ;
* de -10 à -12 °C : cristaux à six pointes longues ;
* de -12 à -16 °C : dendrites filiformes.

La densité de la neige fraîchement tombée est très variable. Cette variation dépend du type de cristaux favorisés par la température dans la couche où la neige se forme, et du vent qui un facteur limitatif à leur croissance. De plus, la température de l'atmosphère variant avec l'altitude, on a généralement une variété de types de flocons. Finalement, la friction près du sol par le déplacement dû au vent va briser certains cristaux et ainsi modifier le rapport entre la masse des flocons et l'air contenu dans la congère.

Les statistiques donnent une moyenne de 110 kg par mètre cube, avec un écart type de 40 kg qui confirme le caractère dispersé de ce critère. Le rapport entre la hauteur d'eau dans un nivomètre provenant la masse de neige et la hauteur mesurée au sol de cette neige est ainsi souvent donné comme 1 mm pour 1 cm (rapport 1:10). Cependant, des études canadiennes et américaines montrent que ce rapport varie entre 1:3 (température très chaude) et 1:30 (temps très froid)[2].

Cristaux de neige, photographiés par Wilson Bentley (1865-1931)

Cycle de vie d'un cristal

La formation et l'évolution des cristaux intègrent :

* Les multiples degrés de liberté d'association chimique des molécules d'eau ; l'expression de ces possibilités est favorisée par la relative lenteur de cristallisation : une dizaine de minutes à quelques heures. Ceci est à la base de l'extrême diversité des formes créées.
* Les diverses conditions météorologiques rencontrées entre la formation et la disparition :
o conditions du niveau de formation, avant précipitation
o conditions des couches atmosphériques traversées
o conditions au niveau du sol, s'il est atteint.

La faiblesse des liens entre molécules d'eau rend ces cristaux très sensibles à toute modification de leur environnement. On peut considérer le cristal de neige comme instable et qu'il doit être en phase de cristallisation pour conserver sa forme, si bien que des recombinaisons se produisent dès que celle-ci s'interrompt. Cette vive sensibilité rend difficile l'observation microscopique des cristaux sans précautions particulières.

Conditions du niveau de formation

Les paramètres des mouvements d'air ascendants conditionnent particulièrement la durée de cristallisation et les possibilités de pénétration dans des couches différentes par leur hygrométrie, température, pression, ... À ce niveau, des cristaux peuvent fondre, se sublimer, se combiner, mais aussi se trouver recouverts d'eau en surfusion ; les cristaux se couvrent de nodules d'abord invisibles mais qui peuvent dans certains cas leur donner un aspect de « fleur de mimosa ».

Même si l'air n'est pas ascendant, la résistance qu'il oppose demande l'agglomération de plusieurs cristaux avant que la précipitation ne se déclenche.

Conditions de la précipitation

La turbulence et l'hygrométrie vont en particulier régir la disparition (fonte ou sublimation) des cristaux et des flocons ou au contraire leur agglomération progressive. Des flocons partiellement liquéfiés peuvent également subir une cristallisation brutale à la rencontre d'une atmosphère plus froide ; si le phénomène est massif, on parle de grésil.

La variation des paramètres météorologiques avec l'altitude se caractérise tout spécialement par la détermination de la fameuse limite pluie/neige.

Conditions de cristallisation au sol

Sous les latitudes tempérées (sol « chaud »), le fort pouvoir isolant de la neige associé encore à l'albédo rend possible la création rapide d'un gradient thermique entre le sol chaud et isolé et la surface réfléchissante froide ; il peut atteindre 20 degrés. Or on constate que les cristaux d'une couche de neige, dans un gradient de température, rentrent dans un processus de recristallisation se traduisant par un accroissement de la taille moyenne des cristaux. De ce point de vue, on considère qu'une épaisseur de quinze centimètres suffit à l'établissement d'un gradient.

Les conditions de cristallisations étant bien différentes de celles de la haute atmosphère, la cristallisation au sol produit des formes nouvelles mais moins élaborées.

Autres conditions au sol

Celles-ci ne peuvent être schématisées ; il suffit de penser à la diversité tant des quantités de neige que des variations météorologiques pour imaginer les innombrables possibilités de dissipation des cristaux. Chaque communauté humaine, en fonction de ses impératifs, dispose d'une culture propre à décrire les formes typiques de ces éventualités.

Évolution du manteau neigeux

Selon le profil de température que doit parcourir le flocon entre sa formation et son arrivée au sol, on aura un ou des types de cristaux favorisés. Lorsque le profil est assez chaud et humide, on aura formation de gros flocons qui emprisonnent peu d'air et donne de la neige très dense. Le rapport entre le nombre de centimètres accumulés dans ce cas et l'eau qu'ils contiennent est très faible, de l'ordre de 4 à 8 cm de neige pour 1 mm d'eau. Par température froide, l'inverse se produit et on peut facilement obtenir un coefficient de 25:1 pour la neige poudreuse. La moyenne climatologique est de 10:1, soit 1 cm de neige pour 1 millimètre d'eau contenue.

La neige fraîchement tombée est sujette à l'action du vent, surtout si elle est très légère. Ceci donne la poudrerie des Québécois, et dans un cas extrême le blizzard. Elle peut se concentrer en dunes nommées bancs de neige (Canada) ou congères (Europe). Ce n'est pas le cas de la neige de printemps, compacte et riche en eau, amenée à fondre sur place. En montagne, le vent est à l'origine de corniches qui peuvent piéger les randonneurs.

La neige n'est pas un matériau inerte. Elle est au contraire en constante évolution et ne cesse de se transformer, soumise à l'action de son propre poids qui la tasse, ainsi qu'aux différences de températures entre le jour et la nuit. Si la pente est raide, le manteau peut devenir instable et générer des avalanches.

Une neige subite.

La métamorphose d'isothermie

Elle se déroule lorsque le gradient thermique au sein de la couche est faible, inférieur à 5°C par mètre. À cause des déséquilibres de vapeur saturante, les dendrites se détruisent au profit du centre du cristal. Les cristaux s'arrondissent et leur taille se calibre. On les appelle grains fins. Les contacts ainsi créés entre eux correspondent à la formation de ponts de glace qui soudent les cristaux les uns aux autres. C'est le phénomène de frittage. La couche de neige gagne en cohésion et en densité.

La métamorphose de gradient moyen

Elle apparaît quand le gradient thermique au sein de la couche est compris entre 5 et 20 °C par mètre. On observe également un transfert de matière par sublimation / congélation mais la direction privilégiée est la verticale, du bas vers le haut. Les cristaux se transforment en grains à face planes.

La métamorphose de gradient fort

Lorsque le gradient thermique est supérieur à 20 °C par mètre, le flux de vapeur au sein de la couche de neige devient très fort. Après une dizaine de jours, il y a apparition de gobelets, ou givre de profondeur, qui peuvent atteindre plusieurs millimètres de diamètre. Le manteau devient alors très instable, se trouvant sur un véritable roulement à billes.

La métamorphose de fonte

Elle se traduit par l'apparition d'eau liquide au cœur du manteau neigeux. Elle est provoquée par une chute de pluie ou un redoux prolongé. Il se forme des agglomérats dits grains ronds (« gros sel ») qui rendent le manteau neigeux très instable.

Le fait d'hydrater la neige ne provoque pas nécessairement sa fonte immédiate.

Aspects écologiques

Bilan énergétique

L'énergie solaire contribue au réchauffement des sols de manière inégale. Un facteur important est l'albédo qui mesure la part réfléchie du rayonnement. L'albédo moyen sur Terre est de 0,28. Comme la neige fraîche est d'un blanc particulièrement pur, elle fait grimper l'albédo à 0,85. Cela implique une réflexion importante des rayons lumineux du Soleil, donc un moindre apport d'énergie. La neige ancienne gardant un albédo de 0,60, on comprend que les sols enneigés tendent à rester froids en surface, donc à garder leur manteau.

A contrario, les forêts de résineux profitent de leur albédo faible (0,12) et de la lumière réfléchie pour libérer leurs branches.

L'eau de neige

La neige se transforme très lentement en eau liquide. L'eau de neige pénètre donc beaucoup mieux dans le sol et profite davantage aux nappes phréatiques que l'eau de pluie.

Ce bénéfice est parfois contrarié par un radoucissement rapide accompagné de pluies, situation qui conduit souvent à des inondations parfois catastrophiques.

La fonte de la neige.

Rôle protecteur

La neige est un excellent isolant, car elle renferme une grande quantité d'air. Par sa présence, les écarts de température sont diminués et le sol gèle moins en profondeur. Souris et campagnols vivent dans l'espace subnival sombre et tranquille, se déplaçant sans cesse dans un réseau de tunnels et grignotant les tiges des plantes.

De même, la végétation couverte de neige est protégée des fortes gelées. Certaines plantes d'altitude continuent leur activité pendant l'hiver. Galanthus nivalis (un perce-neige) est capable de traverser une certaine épaisseur de neige pour fleurir. Quand l'épaisseur est trop forte, l'allongement des tiges se fait à l'horizontale et dans tous les sens et c'est seulement quand ils sont libérés que les pédoncules se redressent.

Les Inuits ont tiré profit de cette propriété pour leur maison de neige, l'igloo. De structure hémisphérique, l'habitation est construite en disposant des blocs de neige durcie. Le sommet est réservé à un bloc de glace translucide et le tout est consolidé avec de l'eau glacée. Même par -40 °C, la température intérieure au sol est de -5 °C. Toutefois, l'igloo n'est qu'une résidence de chasse temporaire et non la maison réelle de l'Inuit.

Aspects géographiques

Zones de neige

Il ne neige quasiment pas dans les régions équatoriales et tropicales. On a coutume de considérer que les 35e parallèles délimitent cette région où seules les montagnes reçoivent de la neige. Le Cayambe, sommet équatorien de 5 790 m, est régulièrement enneigé bien qu'il soit exactement à la latitude 0.

Plus on se rapproche des pôles, plus la nivosité augmente. Toutefois, la quantité de neige tombant dans les régions polaires est faible car le froid y est trop vif. Par ailleurs, les zones côtières sont relativement épargnées par la neige.

C'est donc dans les régions tempérées, continentales et montagneuses qu'on relève des chutes record, comme les 130 cm en 24 h à la station suisse de Klosters en janvier 1982, ou les 193 cm en 24 h mesurés à Silver Lake (Colorado) en avril 1921.

Neiges éternelles

Quand la couverture neigeuse ne parvient pas à fondre totalement à la saison chaude, on parle de neiges éternelles. Cette neige s'installe à des altitudes très variables en fonction de la situation géographique, de zéro à plus de 5000m. Cette situation existe sur la plupart des hauts sommets et près des pôles. Tassées et fondant partiellement, ces neiges se transforment en névés puis en glaciers. La glace continentale des pôles s'appelle inlandsis, les icebergs qui s'en détachent sont donc constitués d'eau douce, au contraire de la banquise qui se forme sur l'eau de mer. L'eau de mer se dessale en gelant (« expulsion » du sel vers les eaux plus profondes).

Le cas du Kilimandjaro, point culminant de l'Afrique, est révélateur du réchauffement de la planète. Les scientifiques estiment qu'il pourrait perdre ce qui lui reste de calotte glaciaire et de neiges éternelles d'ici 2020. En un siècle, la calotte de glace a perdu 82%.

Aspects économiques

Inconvénients

Chasse-neige dans la ville de Québec.

La neige perturbe la circulation des véhicules, surtout quand elle tombe dans des régions inhabituelles. En France, les routes sont classées en quatre niveaux de priorité, les routes de niveau 1 étant traitées 24 h sur 24 si nécessaire. Un traitement préventif est possible par épandage de saumure. Le traitement curatif est basé sur le raclage suivi d'un salage. La quantité de sel est limitée en raison de la pollution engendrée. Cette saumure a aussi tendance à favoriser la corrosion des véhicules.

On utilise un chasse-neige pour déblayer les routes.

En hiver, de nombreux cols sont fermés à la circulation de façon plus ou moins durable ou restreints aux véhicules équipés de chaînes à neige. Les cols les plus élevés ont une fermeture annuelle programmée.

Dans certains lieux, en cas de chute de neige, chacun est tenu de déblayer le trottoir devant son habitation. Le contrevenant peut être déclaré responsable si un accident survient à un piéton.

>http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a9/NeigeAbondanteHiver2007-2008.jpg>
La neige abondante au Québec durant l'hiver 2007-2008 cause des problèmes de déneigement et crée des accumulations importantes devant les maisons.

En cas de nivosité inhabituelle, le poids de la neige peut entraîner des surcharges de certaines constructions. Les câbles et pylônes électriques peuvent être endommagés par l'accumulation de neige collante, entraînant des coupures de courant.

Au Québec et dans plusieurs régions du Canada, l'hiver 2007-2008 passera à l'histoire comme étant celui des records de neige. L'exemple le plus spectaculaire est celui de la ville de Québec qui aura reçu plus de 500 cm de neige, alors que la quantité moyenne reçue durant un hiver est d'environ 300 cm.

Avantages

L'arrivée de la neige est source d'excitation chez les plus jeunes, pour qui la construction de bonshommes de neige ou la bataille de boules de neige sont des activités ludiques immédiates.

La neige offre de larges domaines glissants. Elle permet ainsi de nombreux loisirs plus ou moins sportifs : ski (alpin, de fond, extrême), luge, snowboard, raquette à neige. Dans les stations, les pistes sont damées et des moyens de transport sont prévus pour amener les skieurs (téléskis, télésièges, téléphériques). L'engouement pour ces loisirs a motivé l'invention du canon à neige pour allonger la période du ski.

Les propriétés de glisse sont utilisées dans les régions arctiques pour le déplacement et le transport par traîneau ou motoneige.

Autres allusions

Dans la mythologie grecque la neige est personnifiée sous les traits de Chioné, fille de Borée.[3]

La neige se retrouve dans plusieurs expressions :

* « blanc comme neige », au sens propre (couleur) ou figuré (innocence).
* « cheveux de neige », cheveux blancs.
* « fondre comme neige au soleil », disparaître rapidement.
* « les neiges d'antan », celles de l'an passé, donc une chose oubliée.

Et par analogie :

* la neige carbonique est la forme solide du dioxyde de carbone CO2.
* les œufs à la neige sont des blancs d'œufs battus et pochés, servis avec une crème.
* en argot, la neige désigne la cocaïne.
* Neige est le titre d'une série de bande dessinée de Didier Convard et Gine.
* Blanche-Neige est un personnage des contes des frères Grimm.
* Neige est le titre d'un roman d'Orhan Pamuk

le 09-05-2009 18:41 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
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Tempête de neige

Une tempête de neige est un phénomène météorologique produit par une dépression météorologique hivernale importante. Entre la fin de l'automne et le début du printemps, de tels systèmes se forment dans une masse d'air sous le point de congélation et les précipitations tombent sous forme de neige en quantité importante. Ces systèmes couvrent de vaste étendues (dite échelle synoptique). Si la neige, poussée par les vents cause de la poudrerie (Canada français) ou du chasse-neige élevé (France), la visibilité sera fortement réduite et on peut retrouver des conditions de blizzard

Quantités

Un flocon de neige est surtout de l'air

Les flocons de neige ont une densité bien inférieure à celle de l'eau obtenue lors de leur fonte. En effet, les cristaux de glace qui forment les flocons occupent très peu du volume de ceux-ci. La majorité de celui-ci n'est en fait que l'air entre les branches du flocon. En moyenne, une épaisseur d'un centimètre de neige que l'on fait fondre ne donnera qu'un millimètre d'épaisseur d'eau, soit un rapport de 10 pour 1. Lorsque l'air est très froid, le rapport pourra même atteindre jusqu'à 30 pour 1.

Une tempête de neige peut donc ensevelir une ville sous d'immenses congères mais la quantité d'eau tombée n'est que très faible par rapport à une pluie d'été. Par exemple, une chute de neige qui laisse 20 cm de neige au sol sera équivalente à une pluie de 20 mm, soit une pluie très ordinaire. Les tempêtes de neige se produisent donc dans un environnement relativement sec quand on le compare aux pluies torrentielles tropicales qui peuvent donner plusieurs dizaines, voire des centaines de millimètres de pluie en 24 heures.

Impacts

L'impact d'une tempête de neige varie selon l'endroit où elle se produit. Les régions où de tels phénomènes se produisent régulièrement, sont équipés pour les surmonter alors que les villes où elles se produisent rarement peuvent être paralysés par quelques centimètres au sol. Par exemple, les villes comme Québec ou Montréal, au Canada, reçoivent de 200 à 400 cm de neige annuellement. Elles ont la machinerie lourde pour l'enlever rapidement et la population sait quoi faire pour éviter les problèmes. Le Service météorologique du Canada n'envoie donc un avertissement de neige abondante pour ces villes que lorsque 15 cm ou plus sont attendus. Par contre, des villes comme Atlanta (Georgie), Canberra (Australie) ou Vancouver auront un tel bulletin pour des quantités minimes.

En général, les impacts vont de nuire à la circulation automobile à la totale paralysie des transports, de l'enneigement des terrains à l'ensevelissement. Toute personne non préparée qui sera surprise à l'extérieur, peut avoir de la difficulté à trouver son chemin, subira des engelures, perdra son chemin et même la vie si elle ne trouve pas un abri.

D'autres impacts indirects:

* formation de corniches de neige instable en montagne qui peuvent causer des avalanches subséquemment;
* après un hiver fertile en tempêtes on aura un épais manteau de neige au sol qui fondra au printemps. Si la fonte est rapide parce que la température est très élevée, les risque d'inondations sont très grands;
* le déneigement des entrées et toits par les habitants est un travail ardu. Chaque année, plusieurs personnes souffrent de malaises cardiaques en pelletant et certains en meurent;

Par exemple, le 4 mars 1971, il est tombé plus 40 cm de neige sur tout l'est du Canada et le nord-est des États-Unis, le tout accompagné de vents violents et de poudrerie. Dans la seule région de Montréal, 17 personnes sont mortes, les bris aux fils de transport de l'électricité ont privé de courant certains secteurs jusqu'à 10 jours et les vents soufflant à 110 km/h poussèrent des bancs de neige jusqu'au deuxième étage des maisons. En tout, la ville fait transporter 500 000 voyages de camion de neige [1].

Art

Plusieurs tableaux ont comme sujet les tempêtes de neige dont la toile Tourmente de neige en mer (1842) du peintre Joseph Mallord William Turner.

le 09-05-2009 18:46 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
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Tempête de neige Montréal

le 09-05-2009 18:58 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
Inscrit le: 17-03-2009

Tempête de neige

le 09-05-2009 19:27 ; Sujet :

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tel un coffre
en or
si fretilet a la couche
de lozone a cette puree
ki cest forme
une gele dun nuage
blanc au flocan
de neige

le 09-05-2009 20:12 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
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Pluie verglaçante

a pluie verglaçante est de la pluie qui reste liquide malgré une température inférieure à 0 °C. Les gouttellettes sont alors en état de surfusion et lorsqu'elles rencontrent un objet, elles gèlent instanément causant du verglas. Le code METAR pour rapporter de la pluie verglaçante est FZRA.

Structure des masses d'air dans le cas de pluie verglaçante(Source: Environnement Canada)

Mécanisme de formation

Branche piégée dans la glace.

La précipitation aux latitudes tempérées en période froide naît en altitude sous forme de neige. Une situation typique de pluie verglaçante se produit lorsqu'une masse d'air doux et humide, dans laquelle se forme la précipitation, est soulevée par une mince lame d'air froid en surface lors d'une situation de blocage d'air froid. La neige qui se forme en altitude tombe alors à travers une couche au-dessus du point de congélation et fond.

Elle passent finalement dans la couche de surface sous zéro °C. Comme les gouttes de pluie peuvent rester liquides jusqu'à -39°C si elle ne rencontrent pas de noyaux de congélation, cette pluie gèlera au contact de tout objet et formera du verglas. Cependant, si la couche froide est trop épaisse, la pluie aura la possibilité de rencontrer un de ces noyaux et de se recongeler avant d'atteindre le sol. Elle donnera alors du grésil.

La température dans la couche près de la surface n'a pas nécessairement à être sous 0 °C pour que la pluie gèle. La même chose se produira si l'objet touché est lui sous le point de congélation. Ainsi de la pluie touchant de la neige, de la glace ou un objet déjà gelé deviendra verglaçante.

Observations

Les observations de surface par des stations métérologiques humaines et automatiques sont la seule façon de confirmer directement la présence de pluie verglaçante. Ces données sont cependant limitées. Cependant, on peut déduire l'occurence de celle-ci sur un plus large territoire grâce à certains indices sur les radars météorologiques.

En effet, l'intensité des échos de retour des précipitations, la réflectivité, est directement proportionnelle à leur constante diélectrique et à la sixième puissance de leur diamètre. La constante pour la pluie est beaucoup plus élevée que celle pour la neige mais le diamètre des gouttes est beaucoup plus petit que celui des flocons. Lorsque le radar détecte des flocons de neige en altitude et près du sol les gouttes de pluie qui en proviennent après la fonte, les deux effets s'annulent presque complètement. Les échos dans la pluie ne sont alors que légèrement plus intense que ceux de la neige. Par contre, dans la zone où les flocons commencent à fondre, ils ont un large diamètre et leur constante diélectrique est fortement influencée par l'eau qu'ils contiennent. La réflectivité est à ce niveau beaucoup plus forte et on peut voir, comme sur l'image, une « bande brillante » sur les coupes verticales.

Si le radar est à polarisation double, c'est-à-dire qu'il envoie des ondes polarisées verticalement et horizontalement, on peut comparer les retours de ces deux points de vue revenant des précipitations. On peut en déduire la forme des cibles, le mélange d'état, etc. et en déduire le type.

Grâce à ces indices et aux observations des stations terrestres, on peut estimer la zone de la pluie verglaçante dans les zones couvertes par des radars météorologique et produire des cartes de types de précipitations.

Dangers

La pluie verglaçante en gelant sur les structures cause de nombreux inconvénients et dangers. La formation du verglas est particulièrement dangereuse pour les avions et hélicoptères en vol, la distribution d'électricité et la circulation routière

Verglas laissé par la pluie verglaçante sur les fils électriques

le 09-05-2009 20:25 ; Sujet :

Pseudo: avalanche
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Verglas

le grand verglas de 1998

le 09-05-2009 20:38 ; Sujet :

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http://www.youtube.com/v/ZJRnsf_mjFI&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/VSQosscg2nA&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/Y5IeHoWPbSk&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/MNqsCZlrBaA&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/adg4FwbmkAU&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/DLp3pyQfD4w&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/1JS2AznAA_g&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/xoEfcMvdyxQ&hl=en&fs=1

http://www.youtube.com/v/OugyWqudIB8&hl=en&fs=1

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