- 1. Mécanismes de la condensation
- 2. Microphysique des précipitations
- 3. Mécanisme de Bergeron
- 4. Précipitations des nuages chauds
- 5. Mécanisme des réactions en chaîne de Langmuir
- 6. Mécanisme de formation de la grêle
- 7. Pluies sans nuage
- 8. Rosée
- 9. Givre
- 10. Moyens d'investigation et de mesure
- 11. Bibliographie
PRÉCIPITATIONS, météorologie
Précipitations : pluie, neige et grêle
Encyclopædia Universalis France
Les précipitations (bruine, pluies, neige, glace, grésil, grêle, givre) sont généralement issues des nuages et des brouillards, eux-mêmes constitués de microgouttelettes d'eau dont les dimensions s'échelonnent de quelques micromètres à 20 ou 30 micromètres au maximum, selon la nature et l'âge du nuage. Ces microgouttelettes sont formées au sein même des masses d'air à la suite des processus thermodynamiques de changement de phase sur les noyaux de condensation ; leur nombre variant de plusieurs dizaines à quelques centaines par centimètre cube, elles sont parfaitement stables tant qu'elles se trouvent en équilibre de tension de vapeur avec le milieu ambiant.
Les très faibles vitesses de chute, des particules de l'ordre de quelques micromètres maintiennent en altitude les éléments constitutifs du nuage, leur genèse étant d'ailleurs imputable à des mouvements ascendants de l'atmosphère dont les vitesses sont supérieures de plusieurs ordres de grandeur aux vitesses de sédimentation des microgouttelettes. Sauf dans les conditions rarissimes de serein, l'explication des précipitations ne peut être trouvée que dans le changement d'échelle de certains éléments constitutifs des nuages. Lorsque la taille atteinte par ces éléments est de l'ordre de 50 micromètres, la précipitation devient perceptible et prend le nom de bruine si elle est à l'état liquide. Ce n'est qu'au-delà de ce seuil d'environ 50 micromètres que les précipitations se font sous forme de pluie, avec un spectre de dimensions allant de quelques dixièmes de millimètre à un maximum de 4 ou 5 millimètres pour certaines pluies d'orage ou d'averse.
Lorsque la température de l'air est inférieure à 0 0C, les précipitations se présentent initialement sous forme de microcristaux, puis de flocons de neige, ou de neige roulée, quelquefois sous l'aspect de sphérules de grésil (d'un diamètre de l'ordre du millimètre), et enfin, mais rarement, sous forme de grêle. Le poids et les dimensions du grêlon sont extrêmement variables : inférieurs au gramme pour les plus modestes, les poids atteignent parfois quelques centaines de grammes dans des conditions exceptionnelles.
Enfin, le sol et la végétation peuvent recevoir un poids important d'eau transformée en glace dans des situations à givrage sévère. Il ne s'agit pas là de précipitations au sens formel du mot ; il y a seulement transferts en phase vapeur : des molécules d'eau en phase vapeur se transfèrent sur les gouttelettes formées auparavant, ce qui augmente le volume de ces dernières. Le phénomène n'est d'ailleurs pas toujours négligeable et il arrive que le poids des masses de givre ainsi formées soit suffisant pour créer des dommages aux arbres, aux câbles électriques et aux superstructures des charpentes métalliques.
Si les brouillards et les nuages matérialisent, dans l'atmosphère, la condensation en masses importantes de la vapeur d'eau, la rosée et le givre sont des phénomènes analogues, mais limités à la surface même de la végétation ou des objets qui sont au contact ou au voisinage direct du sol.
Mécanismes de la condensation
Pluie
Gideon Mendel/ Corbis/ Getty Images
Qu'il s'agisse de nuages, de brouillards, de rosée ou de givre, le phénomène fondamental est un processus thermodynamique à l'échelle microphysique, qui s'appelle précisément la condensation parce que le changement de phase vapeur-liquide ou vapeur-solide a pour résultat de condenser sous un faible volume, dans la nouvelle phase, ce qui était présent sous forme de vapeur dans l'atmosphère.
Le seul paramètre physique qui conditionne pratiquement les changements de phase d'une masse d'air, de contenu en eau-vapeur donné, est la température. Le degré Celsius zéro correspond, à la pression atmosphérique standard,[...]
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Écrit par
- Léopold FACY : ingénieur général de la Météorologie nationale
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Précipitations : pluie, neige et grêle
Encyclopædia Universalis France
Pluie
Gideon Mendel/ Corbis/ Getty Images
Vitesses de chute des gouttes de pluie
Encyclopædia Universalis France
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