SOLEIL

La neige en plaine en questions

Si chaque hiver la neige est attendue avec impatience par les amateurs des sports d'hiver et les enfants, elle est en revanche plutôt redoutée en plaine, notamment par tous ceux qui doivent prendre le volant.

A quelle période de l'année neige-t-il généralement ?

Sur les massifs montagneux, la neige peut déjà faire de brèves apparitions dès fin août-début septembre au-dessus de 2 000 à 2 500 m d'altitude. En plaine, on rencontre fréquemment des épisodes de neige dès la deuxième quinzaine du mois de novembre jusqu'en mars ou avril, parfois même au mois de mai.

Lire aussi : Premiers flocons précoces pour la saison ? (article du 3 décembre 2014)

Comment se forme la neige ?

Il s'agit de précipitations solides qui tombent d'un nuage et atteignent le sol lorsque la température de l'air est négative ou voisine de 0 °C. Ces cristaux de glace s'agglomèrent et forment des flocons. Leur forme varie en fonction de la température et de l'humidité au sein du nuage. On distingue 3 formes types : les étoiles, les plaquettes, les aiguilles et colonnes. Sous nos latitudes, la neige tombe en plaine par une température sous abri le plus souvent comprise entre -5 °C et +1 °C.

La température est-elle le seul paramètre déterminant pour prévoir la neige ?

La température est bien le paramètre clef de la prévision des chutes de neige. Non seulement la température de l'air près du sol, mais aussi celles du sol et de la masse d'air sur plusieurs kilomètres d'épaisseur.D'autres paramètres entrent également en jeu et déterminent la qualité de la neige : l'humidité de l'air et le vent.

Existe-t-il plusieurs sortes de neige ?

On peut distinguer trois types de neige selon la quantité d'eau liquide qu'elle contient : la neige sèche, la neige humide et la neige mouillée.La neige sèche ne contient pas d'eau liquide. Légère et poudreuse, elle est fréquente en montagne où elle tombe souvent par température nettement inférieure à 0 °C.La neige humide, ou collante, tombe par température légèrement positive. Elle contient un peu d'eau liquide, ce qui la rend collante ou pâteuse et assez lourde. C'est la plus fréquente en plaine et la plus indésirable.La neige mouillée tombe par température nettement positive (entre +1 °C et +3 °C) et contient, pour cette raison, beaucoup d'eau liquide. Très lourde, elle est facilement évacuée par le trafic routier, mais peut aussi fondre puis regeler sous forme de plaques de glace.

Lire aussi :  Pluie, neige, pluie verglaçante : quelles différences ? 

Pourquoi la neige collante et la neige mouillée sont-elles si indésirables ?

Ce sont des neiges qui provoquent souvent d'importants dommages et des perturbations.La neige collante adhère très facilement à tout ce qu'elle rencontre en tombant : câbles électriques, caténaires de la SNCF, etc. Lorsqu'il en tombe plusieurs centimètres, elle provoque de sérieux dégâts : sous le poids de cette neige lourde, les toitures et les serres peuvent s'effondrer et les branches des arbres se rompre. Ce type de situation est assez fréquent dans le sud de la France. Mais une chute de seulement quelques centimètres suffit elle aussi à perturber gravement le trafic routier, ainsi que les circulations aérienne et ferroviaire.

Comment limiter les effets des neiges collante et mouillée ?

En anticipant les épisodes de neige. La carte de vigilance, lancée en octobre 2001 par Météo-France, intègre les chutes de neige. En cas d'épisode de neige significatif, donc potentiellement dangereux, elle informe la population et les pouvoirs publics, ce qui permet de mettre en place des mesures préventives.Des seuils de hauteur de neige ont été établis par région, selon la densité de la population et les conséquences potentielles locales. Les régions sont en effet diversement acclimatées à la neige : 5 cm de neige perturberont par exemple davantage Paris ou Perpignan que Grenoble ou Tarbes. Les agglomérations, surtout celles situées en plaine, ne sont en général pas conçues pour vivre avec de la neige. Elles sont donc particulièrement vulnérables. La carte de vigilance rappelle également les précautions à prendre pour se protéger chez soi ou lors de ses déplacements.

La prévision est généralement plus facile en montagne, car les températures y sont nettement plus basses qu'en plaine ; elles se situent donc moins souvent autour de cette limite de 0 °C. Il en est de même pour certaines grandes villes réputées pour leur enneigement. La prévision de la neige est ainsi plus aisée sur Chicago ou Moscou que sur Paris car les températures basses qui y règnent ne laissent guère de place au doute : les précipitations sont le plus souvent neigeuses. 

Quelles sont les difficultés de la prévision de neige en plaine ?

Une situation à neige, c'est d'abord une perturbation avec deux masses d'air en conflit, de l'air froid d'un côté, de l'air doux et humide de l'autre. Pour prévoir la neige et déterminer sa qualité, les prévisionnistes doivent d'une part évaluer l'activité et l'évolution de la perturbation, d'autre part estimer le plus précisément possible les températures de l'air et du sol. La prévision devient difficile lorsque la température avoisine 0 °C car l'eau peut facilement et rapidement passer de l'état liquide à l'état solide et inversement.Enfin, la prévision de la neige en plaine ne concerne pas seulement celle des chutes de neige. Elle englobe aussi celle de l'évolution de la couche déjà déposée : son maintien au sol, sa fonte, son regel possible si elle est humide et la formation de plaques de verglas, l'évolution de son épaisseur et de sa qualité, la durée et la vitesse d'évolution entre ces différents états. 

Quels sont les moyens utilisés par les prévisionnistes pour prévoir la neige ?

Nous utilisons les résultats des modèles de prévision (simulations informatiques du comportement de l'atmosphère), que nous confrontons, bien évidemment aux observations. L'imagerie issue des satellites et des radars est également d'une grande utilité, car elle donne des informations précises sur l'étendue des zones qui donnent des précipitations, leur intensité, leur vitesse de déplacement, ainsi que la probabilité qu'elles tombent sous forme de neige et tiennent au sol. Tout cela nous permet de corriger les résultats des modèles.Si le modèle prévoit par exemple de la neige sur Paris, on pourra, grâce aux images satellite et radars, estimer plus précisément l'heure de son arrivée sur la capitale. Les radars ne permettent toutefois pas de distinguer la pluie de la neige. Il revient alors aux prévisionnistes de déterminer s'il s'agit, ou non, de neige.

On peut donc prévoir de la neige dès que la température au sol est inférieure à 0 °C ?

Ce n'est pas si simple, car la chute de neige est un phénomène assez complexe. Lorsqu'il neige en plaine en France, la température au sol est, il est vrai, le plus souvent comprise entre -5 °C et +1 °C. Mais la neige peut aussi tomber, plus rarement, par des températures assez nettement positives : la neige se forme en altitude et évolue au sein des masses d'air qu'elle rencontre lors de sa chute ; si la température de l'air devient positive à moins de 300 m du sol, les flocons n'ont pas le temps de fondre et ils atteignent le sol ; c'est pourquoi des chutes de neige sont également possibles avec des températures comprises entre +1 °C et +3 °C.À l'inverse, si les flocons de neige rencontrent au cours de leur chute une épaisse couche d'air à température positive puis à nouveau de l'air à température négative près du sol, il peut alors pleuvoir par température négative. Il s'agit alors de pluie verglaçante, qui constitue un danger encore bien plus important que la neige, car le sol devient une véritable patinoire.

Lire aussi :  Qu'est-ce qu'une pluie verglaçante ?

Existe-t-il d'autres types de chutes de neige par température positive ?

Oui, la neige dite par « isothermie ». C'est un phénomène local délicat à prévoir : lorsque les précipitations sont à la fois soutenues et durables, elles arrivent à abaisser progressivement la température de l'air qu'elles traversent jusqu'à 0 °C. La neige fond alors à des altitudes de plus en plus basses et finit par atteindre le sol. L'isotherme 0 °C (altitude à laquelle la température de l'air atteint 0 °C) s'abaisse ainsi progressivement jusqu'au voisinage du sol. Les chutes de neige par isothermie sont peu fréquentes en plaine. On a observé des épisodes de ce type en janvier 1980 à Carcassonne, en février 1983 à Landivisiau, en janvier 1992 à Perpignan, en décembre 1997 sur la région parisienne, et, plus récemment, en décembre 2009 dans la Nièvre.

Peut-il neiger sur les côtes méditerranéennes ?

La neige dans les régions méditerranéennes n'est pas si rare que l'on pourrait le penser. Sur 32 hivers (1970-71 à 2001-2002), on relève ainsi 25 épisodes majeurs, avec une hauteur de neige au sol supérieure à 10 cm à basse altitude dans les régions Languedoc-Roussillon et Provence-Alpes-Côte d'Azur. On y a également enregistré des hauteurs de neige au sol supérieures à 50 cm à moins de 500 m d'altitude en 1970, 1981, 1986, 1992 et 2001.La neige, souvent de type mouillée dans ces régions, peut ainsi paralyser ces départements peu habitués à y faire face. Par ailleurs, lorsque la neige est sèche ou peu humide, le mistral favorise la formation de congères, catastrophiques pour le réseau routier.

Qu'appelle-t-on précipitations intenses ?

Les précipitations et leur detection

Moteurs de notre planète, les précipitations apportent l'eau nécessaire à la vie sur Terre ; d'autre part, les précipitations peuvent entraîner des inondations plus ou moins mortels . Une étude des précipitations s'impose ; avec une définition générale des précipitations ( schéma à l'appui ) puis les différents types de précipitations et leurs moyens de prévisions à chacune .

1 ) Définition   
2 ) Les différents types de précipitations   
a ) Pluie   
b ) Bruine ou crachin   
c ) Grésil   
d ) Grêle ( Dégats occasionnés par la grêle et assurance à prendre le cas échéant )   
e ) Neige   
f ) Givre ou rosée  

g ) Les embruns

h) Hygromites ou stalagmites

i ) Les prismes de glace
3 ) Comment mesurer  et repérer les différentes précipitations ? 
4 ) Les records  

1 ) Définition 
Pour qu'il y ait formation de précipitations, il faut de la vapeur d'eau, un noyau de condensation et des turbulences comme dans le schéma ci-dessous .

La vapeur d'eau peut-être due à un réchauffement des cours d'eau ou une transpiration des plantes ( évapotranspiration ) .une fois arrivée dans le nuage, elle est entraînée par des courants d'air froid ; la présence d'un noyau de condensation ( cela peut être un grain, une poussière qui s'est échappée, ... ) permet la rotation de la vapeur d'eau autour de ce noyau de condensation : le nuage se forme ;en l'absence de noyaux de condensation, une gouttelette d'eau peut tout de même se former mais partiellement ( processus de nucléation ) ; si la température est négative au sommet du nuage, il y a alors passage de l'eau à l'état liquide à des cristaux de glace : ce transfert se nomme l'effet Bergeron .

NB : -il est possible de reproduire expérimentalement la formation d'une goutte au moyen d'une chambre de Wilson ( chambre dans laquelle de la vapeur doit se condenser avec des noyaux de condensation ) .

-certaines précipitations n'atteignent pas le sol car évaporées avant d'arriver au sol : queue de pluie .

Les cristaux de glaces situés au sommet du nuage peuvent donner différentes types de précipitations à commencer par la pluie . Une des sciences qui étudie l'eau sous toutes ses formes est l'hydrologie .

2 ) Les différents types de précipitations 
a ) Pluie 
La pluie se forme de la façon suivante :

Les cristaux de glaces situés au sommet du nuage tombent à cause de leur masse et des turbulences incapables de les retenir ; dans leur chute, ils rencontrent de l'air chaud et des gouttes surfondues : c'est l'effet de coalescence ou de captation. 
Du coup, la vitesse de chute des gouttes s'accélèrent ; d'où les averses de pluie ( fortes précipitations de courtes durées ) que nous pouvons rencontrer .

De temps en temps, il peut se produire de la pluie dite verglaçante l'hiver en raison de l'air froid et sec situé au sol ; l'été nous avons aussi des sols glissants avec l'arrivée de la pluie sur une surface chaude et sèche ; ce phénomène est appelé verglas d'été .

NB : la taille d'une goutte de pluie varie de 0,5 mm à 3,5 mm et peut tomber jusqu'à 30 km / h ! lorsqu'il y a beaucoup de noyaux de condensation dans l'atmosphère, les gouttes de pluie sont si petites qu'elles ne retombent pas sur Terre : ensemencement excédentaire .

La prévision de la pluie n'est pas difficile puisque fréquente et pour cause : il suffit d'avoir une température ambiante assez élevé ( supérieure à 2 °C ) et prévoir l'arrivée d'un front chaud .

b ) Bruine ou crachin
Formation de la bruine :

La bruine est due à de très faibles turbulences à l'intérieur du nuage mais aussi à une forte température ; du coup, la vapeur d'eau ne peut se condenser aussi fortement que prévue ; dans ce cas, la vapeur d'eau condensée ne devrait pas retomber sur Terre . Et bien si grâce au mouvement verticaux régit par l'atmosphère ( les mouvements horizontaux étant très faibles voire négligeable ) .

Nous retrouvons de la bruine dans le secteur chaud d'une perturbation ( ciel gris + vent faible ) . la prévision de la bruine ne pose alors aucun problème .

c ) Grésil

Le grésil se forme quand de l'air froid continue à alimenter les cristaux de glace qui entament leur chute vers le sol ; de l'air chaud et humide et de l'air chaud et sec tend à atténuer la taille des cristaux de glace : ce sont les grésil .

Les grésil prennent naissance dans les nuages cumuliformes ( Cumulus, Cumulonimbus ) après un front froid : la prévision n'est là non plus pas difficile si ce n'est que si l'air chaud est très actif à la base du nuage, il n'y aura pas de grésil ( juste de la pluie ) .

NB : la taille du grésil varie entre 3 mm et 1 cm !

d ) Grêle 
Formation de la grêle :

Vous enlevez l'air chaud ; et vous obtenez de la grêle dont la proportion peut être importante ( le record est de 1 kg !!! soit 4 fois la masse d'une balle de golf ) .

NB : la taille de la grêle varie entre 3 cm et 12 cm ( imaginez le résultat quand plus de 50 grelons tombent en une seconde ) ! il peut arriver que des cupules se forment : particules de glace ayant la forme d'une coupe .

La précipitation de la grêle est sensiblement la même que celle du grésil : il faut de l'air froid au sol ( 15-20 °C ) ; d'ou les fortes averses qui ont souvent lieu lors des saisons intermédiaires et notamment les "giboulées de Mars" .

Dégats occasionnés par la grêle : Rien ne sert de faire un procès comme l'ont fait des agriculteurs Auvergnat à Meteo France parce que Meteo France n'avait soi disant pas prévu les averses de grêle ; ces averses sont extrêmement difficiles à prévoir .En cas de souci, il suffit de prendre une assurance . Les recommandations au niveau des assurances : il est fortement conseillé de prendre une assurance habitation ; cette assurance couvre les dégâts liés aux incendies, aux intempéries notamment .

e ) Neige . 
Formation de la neige :

la formation de la neige est nettement plus compliquée ; reprenez la formation du grésil . Arrivée à la base du nuage, le grésil est touché par de l'air chaud et sec ; le grésil devient alors minuscule si bien que nous allons croire qu'il va se former de la pluie . Mais de l'air froid et sec stagne au niveau du sol : il y a à nouveau condensation au niveau du sol mais insuffisante pour redonner du grésil, nous avons alors des minuscules cristaux qui forment la neige .

NB :

-la taille de la neige varie entre 3 cm et 5 cm ; la neige peut fusionner avec le sol lorsque la température est au dessus de 0 °C : dégel .

-pour mesurer la hauteur de la neige tombée, il est conseillé de se servir d'un nivomètre ( qui mesure la masse de la neige ) .

-le vent peut soulever une masse de neige et provoquée un tourbillon de neige si bien que la visibilité est très réduite : un tel phénomène s'appelle la poudrerie .

-la neige peut constituer une crête qui est déplacée lentement comme une dune : sastrugi ou zastrugi .

-il existe aussi le Chasse neige : neige soulevée du sol par le vent ( Chasse neige bas : visibilité des obstacles élevée ; Chasse neige élevé : visibilité des obstacles faible ).

La prévision de la neige n'est pas difficile : il suffit d'une température ambiante froide ( -4 à 4 °C ) et l'arrivée d'un front chaud .

f ) Givre, rosée et verglas
Formation de la givre ou de la rosée :

La rosée ou le givre se forme un peu de la même façon que le brouillard sauf que la condensation est plus forte du fait de la présence d'un air froid et sec : l'air froid et sec permet la condensation de l'eau bien que le vent souffle faiblement ; jusque là rien de nouveau . Sauf que la vapeur d'eau condensée retombe dans de l'air froid et sec situé au niveau du sol : il y a formation de givre quand on prévoit une température inférieure à 5°C et de la rosée ( 5-15 °C ) .

Nous constatons aussi :

-le givre mou : fines aiguilles .

-Le givre dur : granules de glace avec de nombreuses ramifications .

-Le givre transparent : forme lisse qui comme son nom l'indique est transparent ressemblent à du verglas .

NB : le givre et la rosée sont de minuscules particules mesurant entre 0,005 mm et 0,075 mm . 

La prévision du givre ( l'hiver ) et de la rosée ( l'été ) n'est pas non plus difficile du fait de la stabilité de l'air : il faut donc un vent faible, et de l'air froid et sec .

Quant au verglas, il est issu de l'arrivée d'une masse d'air chaude sur une masse d'air froide ; jusque là rien de nouveau sauf qu'il se forme au passage d'une perturbation : les précipitations y sont nombreuses, ce qui occasionnent parfois des dégâts comme à Montréal ( Canada ) en 1998 et à Montélimar .

g ) Les embruns

Ce sont des gouttelettes d'eau issues de lacs, de fleuves ou même de mers et qui sont déplacées par le vent dans l'atmosphère .Si les gouttelettes se fixent sur les navires ou bateaux de plaisancier, de la glace peut se former : embruns verglaçants .

NB : l'évaporation générée sur les embruns donne des espèces de particules appelées noyaux salins .

h) Hygromites ou stalagmites

Cristaux de glaces qui ont la forme des stalagmites dans les cavernes et qui ont une forme cylindrique .

i ) Les prismes de glace

 Lorsque la température descend en dessous de -10°C à 1500m et -5°C au niveau du sol, nous pouvons nous attendre à la formation de neige ; or, la température est tellement basse que les gouttelettes d'eau se transforment en glace et ayant la forme d'un prisme .La chute de précipitations sous forme de glace peut provoquer de nombreux dégâts comme la rupture de cables électriques ou chutes des arbres : un tel scénario s'est notamment produit à Montréal il y a quelques années .

3 ) Comment mesurer et repérer les précipitations ? 
Les précipitations sont mesurées à l'aide d'un seul instrument météorologique : le pluviomètre .

-Le pluviomètre "électrique"

Le pluviomètre "électrique" doit être impérativement placé dans un endroit dégagée et fixée au sol ( si ce n'est pas le cas, l'accroché avec des morceaux de ficelles dans les trous prévus à cet effet ) .

-Le pluviomètre de Towneley

Inventé par le physicien anglais Richard Towneley ( 1629-1707 ), le pluviomètre mesure la quantité d'eau tombée lors d'une averse ou de pluies intermittentes ; la seule différence est qu'il est limité au niveau de la quantité d'eau : il ne peut en recevoir en moyenne que 40 à 50 L / m² ( ou 40 à 50 mm d'eau ) sinon il déborde et vous ratez des quantités d'eau importantes !

Pour repérer les différentes précipitations, il est nécessaire d'utiliser un radar de précipitation : en effet, la fréquence varie quand la distance entre le météore et le radar varie ; c'est ce que nous appelons l'effet Doppler .Il est aussi possible de repérer les précipitations via un lidar ( instrument météorologique qui détecte les hydrométéores ) ou un appareil télédétection ( radar ) .

NB : la quantité d'eau tombée a une influence sur la consommation des plantes en eau ( pluies efficaces ) et sur les nappes souterraines ( infiltration et écoulement ) ; des réserves d'eau peuvent être effectuées par les nappes phréatiques : nous parlons alors de réserve utile

4 ) Les records
En France : le 18 Octobre 1940, il est tombé 840 L / m² à La Lau ( Pyrénées Orientales ) .

En 1913, il est tombé 4017 L / m² au Mont Aigoual ( Pyrénées ) soit près de 5 fois la quantité qui tombe à Paris en un an !!

le plus gros grêlon a été relevé à Strasbourg le 11 Août 1958 ; il pesait 972 g !!!

Dans le monde : le 15 Mars 1952, il est tombé 1872 L / m² à Cilaos ( Ile de La Réunion ) .

Entre le 1er Août 1860 et le 31 Juillet 1861, il est tombé 26461 L / m² à Cherrapunji ( Inde ) . 

Les précipitations restent difficiles à prévoir pour les météorologues parce que les précipitations n'atteignent pas toujours le sol faute de condensation suffisante : c'est pour cela que l'on assiste à des orages sans précipitations .

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