Trinôme 4: Laetitia Grimaldi - Sébastien Voisin - Sophie Ricci


LA NEIGE



L'eau et ses métamorphoses

Comme chacun le sait, la neige vient de l'eau. Et l'eau existe sous trois phases : liquide, solide et gazeuse. Les processus pour passer de l'une des phases à l'autre sont répertoriés dans le schéma ci-dessous
 
 



Au niveau de l'atmosphère, l'eau existe sous ces trois phases : les nuages, par exemple, sont composés de goutelettes et de cristaux. Dans le tableau suivant sont répertoriées les quantités maximales de vapeur d'eau pouvant être présentes dans un mètre cube d'air, en fonction de la température.
 

T

40 °C 20 °C 0 °C -10 °C -20 °C

Proportion d'eau

17.2 g/m3 9.4 g/m3 4.8 g/m3 2.4 g/m3 1.1 g/m3

Proportion de glace

\ \ 4.8 g/m3 2.2 g/m3 0.9 g/m3

Les conditions de condensation de l'eau liquide en eau solide sont favorables lorsque certains élèments microscopiques sont présents, comme par exemple :

des noyaux de condensation diamètre entre 0.2 et 10 m
des noyaux de congélation diamètre entre 0.1 et 10 m

Les cristaux de neiges se forment alors à partir de cristaux de glace élèmentaires, de forme hexagonales, qui sont appelés GERMES.

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La neige

On parle souvent de la neige, mais il n'existe pas UNE neige. En effet suivant les températures qui régneront lors de la formation et du grossissement des germes, certaines directions seront plus ou moins privilégiées.
C'est ainsi que l'on compte plusieurs types de cristaux répertoriés et classés.

Exemples de cristaux :

Les conditions atmosphériques au cours de la chute de neige ont donc une importance non négligeable.
Ainsi l'action du vent peut entraîner une cohésion plus ou moins grande des cristaux (influence mécanique) : s'il y a une forte cohésion, la neige sera alors dense, compacte et rigide, et cette formation sera propice aux plaques à vent ( voir partie différents types d'avalanches) .
Par ailleurs, la température est un facteur essentiel : suivant celle ci, la neige sera plus ou moins dense, et plus ou moins humide. Par exemple, sans vent et à une température relativement basse, la neige sera peu dense et pour une température élevée, elle sera humide.

Les métamorphoses dépendent alors principalement des agents mécaniques et thermodynamiques, du gradient de température et de la teneur en eau liquide ( pour la neige sèche il vaut zéro).
 

    faibles gradients

0 °C/cm< GT <0.05 °C/cm

    gradients moyens

0.05 °C/cm< GT <0.2 °C/cm

    forts gradients

 GT > 0.2 °C/cm

(GT : gradient de température)

On compte alors deux types de métamorphoses :

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Echanges avec l'atmopshère

Ces échanges neige / atmopshère ont été modélisés grâce au schéma suivant. Ce dernier permet de mieux cerner la problématique de la formation du manteur neigeux. Celle-ci repose sur un bilan énergétique et le paramètre de formation sera le gain ou la perte d'énergie (cliquer dessus pour l'obtenir en plein écran).
 
 


Lors de la modélisation des échanges, la neige est souvent assimilée à un corps noir.
Sa capacité calorifique est de 0.5 C/g/°C, à 0°C.
Les pluies auront une influence humidificatrice. L'énergie qu'elles apportent vont réchauffer la neige et la faire fondre.
Par exemple, 10 mm de pluie à 5 °C entraînera la fusion de 1 cm de neige à 0°C.
Les pluies ne sont pas les seuls paramètres qui peuvent intervenir lors des échanges neiges / atmosphère : la température de l'air, l'humidité et le vent sont aussi très importants.

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