Posté en tant qu’invité par Bubu:
vous saviez pas que qd il fait trop froid, il neige pas!
ainsi, il paraît qu’il ne neige jamais au sommet de
l’Everest! c’est le vent qui apporte la neige.
Oncle Bill me corrigera, mais en théorie, la neige peut se former a toute température négative.
Ce qui forme les flocons (ou les gouttes de pluie en température positive), ce n’est pas la quantité absolue de vapeur d’eau dans l’air, c’est la proportion de vapeur d’eau par rapport à la quantité maximale possible : quand c’est le maximum (100% d’humidité), le surplus se condense en pluie ou en neige.
Mais cette quantité maximale possible varie en fonction de la température et de la pression de l’air : plus la température est elevée et plus la pression est basse, plus l’air peut contenir de vapeur d’eau (pour regarder cela en détail, il faut considérer 1kg d’air et non 1m³ d’air).
Donc en théorie il peut neiger par -40°C au sommet de l’Everest.
Mais il ne suffit pas de faire des flocons ou des gouttes pour qu’il neige ou pleuve !
Dans les cumulus de beau temps, et dans tout nuage non précipitant, l’air est saturé en humidité et des gouttes sont formées, ce sont elles qui permettent de voir le nuage.
Il faut en plus que ces gouttes soient assez grosses pour tomber, et pour tomber assez rapidement pour arriver au sol sans être évaporées. Or par -40°C et 0,5 bar, la quantité maximale de vapeur d’eau, meme si elle était toute condensée (ce qui n’est pas vrai, seul le surplus condense), ne permet pas de faire grand glaçon.
De plus, il faut savoir comment les nuages se forment et se déforment.
La source de l’humidité de l’air est l’évaporation de l’eau des océans et un peu du sol. L’air humide se forme donc à une altitude de 0m principalement. À ce stade, l’air contient de l’humidité, mais n’en est pas saturé, il n’y a pas de brouillard.
Ensuite, soit il se déplace à l’horizontal, et il ne se passera pas grand chose, soit il monte. Et il a des raisons de monter : l’air humide est plus léger que l’air sec. D’autant plus que si cette évaporation s’est faite sous l’action du soleil, il a des chances d’être plus chaud que l’air qui est plus loin du sol ou de l’océan. Il monte aussi s’il est poussé par des vents l’obligeant à gravir une montagne.
Dans les 2 cas, en montant, la pression ambiante baisse, et la sienne aussi, ce qui correspond à une détente : ceci est obligatoirement accompagné d’un refroidissement (je n’ai jamais trouvé d’explication satisfaisante à cela, si quelqu’un à quelque chose d’autre que « le 2nd principe m’a dit l’autre jour… »). En se refroidissant, la quantité maximale de vapeur d’eau admissible diminue. La diminution de pression l’augmente un peu, mais de manière beaucoup plus faible, c’est la température qui contrôle principalement cette grandeur. Lorsque la quantité maximale de vapeur d’eau admissible atteint la quantité réelle de vapeur d’eau, on atteint le point de rosée. Les premières goutelettes ou les premiers cristaux de glace se forment. Quand elle baisse encore, tout le surplus se condense, on a formation d’un nuage. Et comme il se forme par élévation d’air humide, on obtient un plafond nuageux.
Et où s’arrête-il de monter ? Il faut distinguer 3 causes d’élévation :
- Élévation par convection (air humide plus léger qu'air sec) :
L'air ambiant possède un gradient de température avec l'altitude : en gros, plus on monte, plus c'est froid, sauf certaines exceptions près du sol (l'exception pouvant faire 1000m d'épaisseur parfois). Donc lorsque notre air humide s'est refroidit au point d'être en équilibre avec l'air sec autour (au dessus lorsque l'air humide occupe une couche entière), il arrête de monter. C'est comme ça que par temps nuageux mais stable (sans précipitation), on a une couverture nuageuse, de part est d'autre de laquelle la visibilité est bonne.
Si le gradient est trop fort, l'air humide continuera à monter, se condensera de plus en plus et il finira par pleuvoir. En fait, la situation où le gradient est plus fort que la baisse de température par détente de l'air humide non condensé (sans nuage) n'existe pas, car sinon l'atmosphère entière serait instable, et ça ne durerait pas longtemps ! Pour dépasser le stade de couche nuageuse, il faut que le gradient soit plus fort que la baisse de température par détente de l'air humide condensé. En effet, en se condensant, la vapeur d'eau restitue la chaleur qui lui a été fournie pour s'évaporer. Cela se traduit par une baisse de température par détente plus faible (mais la température baisse quand même). Ainsi, l'air humide condensé continuera à monter, et s'arrêtera seulement si le gradient change. C'est le phénomène d'orage, dont les colonnes d'air ascendant s'arrêtent à haute altitude par changement de gradient. Plus couramment, les cumulus s'arrêtent par mélange avec l'air ambiant.
- Élévation mécanique (vent sur une montagne) :
L'air est forcé de monter, que le gradient soit favorable ou non. Il y a donc des nuages chapeautant la montagne, alors que la vallée est dégagée. Si la montagne est assez haute pour entrainer une condensation suffisante, il pleut ou il neige. C'est pour ça que les montagnes reçoivent plus de précipitations que la plaine à 20km de là. Mais si l'air est trop froid et/ou la montagne trop haute, toute l'humidité sera précipité avant d'atteindre le sommet, où il ne subsistera qu'un brouillard trop sec. Par contre aux étages inférieurs, ça tombera dru.
Et derrière la montagne ? Et bien l'air redescend, se compresse, donc se réchauffe, et à une certaine altitude, il n'y a plus de nuage. Les nuages lenticulaires au dessus de certains sommets ne sont que la signature d'un vent jouant à saute-montagne (ce phénomène arrive bien plus souvent qu'on ne le voit, mais généralement il y a des nuages partout, et il faut être en avion ou dans une trouée).
Mais si l'air a été essoré à la montée, le plafond peut être bien plus haut. Et dans certains cas, il y a une couverture nuageuse au dessus de la plaine d'un côté d'une montagne, avec des précipitations sur la montagne, et grand beau de l'autre côté. C'est le phénomène de foëhn, correspondant à un vent du sud dans les Alpes françaises, mais au régime dépressionnaire nord-ouest classique du côté italien. C'est pour ça qu'il fait souvent nuageux en Italie quand il fait beau chez nous (mais on sait peu que le contraire est vrai).
- Et les journée pluvieuses en plaine, d'où viennent-elle donc ?
Hé hé, et bien en plaine les masses d'air ne s'ennuient pas malgré le manque de relief. Les précipitations sont toujours dues à une élévation mécanique, mais l'air humide ne grimpe pas sur une montagne, mais sur une autre masse d'air, au niveau d'un front :
- Front chaud : de l'air humide et chaud se déplace et monte sur une masse d'air froid stable qui n'a rien demandé. L'air froid fini par être dégagé, mais ce faisant l'air humide en a foutu partout. Le front peut avoir une largeur de plusieurs centaines de km et une longueur de plusieurs milliers de km. On tape dans le gros.
- Front froid : une masse d'air froid de 2000m d'épaisseur environ se déplace en rase mote et tête baissé, éjectant tout ce qui se trouve devant lui aux étages supérieurs. Si c'est de l'air chaud et humide, ca donne des orages, même en plein hiver. C'est plus violent, les gros cartons du sud-est sont de leur ressort.
Ben voilà. Ensuite, ça fond et ça coule, puis retour au point de départ au bout d’un certain temps.
Finalement, ce n’est rien d’autre qu’un cours de maternel des plus classiques…
La prochaine fois, je vous expliquerai comment les flocons, une fois tombés, ce qui se fait de plus en plus rare, s’amuse à nous faire des pièges de toute sorte en se transformant dans tous les sens.
Bubu, qui après avoir expliqué aux nuages comment faire des flocons, va bientôt leur (or)donner des travaux pratiques…
PS: Y a pas de raison que seul François ponde des messages de 100 lignes, na 