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Les précipitations







LES PRECIPITATIONS

LES TYPES DE PRECIPITATIONS

Sont appelées précipitations toutes formes d'eau tombant du ciel sur la surface de la Terre. Deux types de précipitions existent :

- Les précipitations stratiformes qui sont d'une faible intensité mais qui durent longtemps car elles couvrent une grande surface. Elles se produisent lors des dépressions et dans les creux qui sont associées à des nuages de types stratus.

- Les précipitations convectives qui sont d'une forte intensité et peuvent être accompagnées d'orage ou de grêle mais elles ne durent pas longtemps. Elles se produisent par l'instabilité convective de l'air qui est associée à des nuages de types cumulus ou cumulo-nimbus.

Les précipitations peuvent tomber sous trois formes suivant la température de l'air :

En liquide il y a la pluie et la bruine. verglacée on trouve la pluie verglaçante et la bruine verglaçante Et on a les précipitations solides sous forme de : neige, neige roulée, neige en grains, cristaux de glaces, grésils et grêles.

L'unité de mesure des précipitations est le millimètre. 1 mm = 1 litre d'eau / m2

COMMENT LES PRECIPITATIONS SE FORMENT ELLES ?

- La pluie et la bruine se forment au sein des nuages quand la vapeur d'eau se condense et crée des gouttelettes de 0,002 à 0,02 mm. Quand elles vont atteindre une taille de 0,10 mm à 1 mm comme elles vont se réunir à l'aide des courants ascendants des gouttes seront formées et il y aura précipitation. Les gouttes de bruine sont petites, entre 100 à 400 µm de diamètre ( 1 µm = 0,001 mm). Elles ne tombent que de nuages très bas. Les gouttes de pluie font de 0,50 mm à environs 3 mm. Les gouttes seront d'autant plus grosses que les courants ascendants seront puissants.

- La pluie et la bruine verglaçante se forment tout comme la pluie et la bruine mais lors de la chute des gouttelettes avant d'atteindre le sol elles sont sous la forme liquide et dès qu'elles arrivent sur un sol, objet ou la température est inférieure à 0°C elles gèlent à leur contact. En gelant, la pluie, forme une pellicule de glace transparente et cassante.

- La neige se forme lorsque l'air est assez humide et que la température est très basse (inférieure à -15°C) dans des nuages où il y a la présence d'infimes corpuscules voltigeant dans l'air (sable, fumée, cendres, ...). Au fur et à mesure que les cristaux tombent tout le long du nuage, la température doit être inférieure à 0°C pour qu'ils ne fondent pas jusqu'au sol et s'agglutinent en formant tout autour d'eux des branches glacées appelées flocons. Plus la distance entre la naissance du flocon et le sol est grande, plus il y a des chances que le flocon devienne gros. Il faut des milliers de cristaux de glace pour avoir un seul flocon de neige. La température et l'humidité font varier la forme des flocons. Les petits flocons se forment à des températures plus froides comme l'air n'est pas assez humide pour qu'ils grossissent.


Explication: (des précipitations)

Entre -6 et -10°C la croissance des cristaux se fait dans l'axe de symétrie. On a des flocons de type aiguille (à gauche) ou colonne (à droite).

A -12°C la croissance des cristaux se fait dans le plan de l'hexagone, on a des flocons de type plaque

Entre -13 et -18°C la croissance des cristaux se fait dans les directions de symétrie et forme des dendrites, on a des flocons de type étoile.

Cliquez ici pour voir une animation de la formation de ces cristaux

source : Kenneth Libbrecht/Caltech.

Particule irrégulière (à gauche), bouton de manchette (au milieu) et grésil mou (à droite)

- La grêle se forme dans les cumulo-nimbus situé entre 1 000 km et 10 000 km d'altitude où la température est très basse, jusqu'à -40°C. Alors les gouttelettes d'eau qui se forment à la base du nuage sont ramenées à haute altitude par une ascendance et se congèlent. Puis sous le poids les gouttelettes congelées retombent sur les bords du nuages en fondant un peu. Puis un va et vient vertical se répète et le grêlon accumule plusieurs couches de glace opaques et clairs. Les grêlons peuvent atteindre le sol à environs 160 km/h. Le diamètre d'un grêlon varie de 0,50 à 5 cm. A cette vitesse et un diamètre plus ou moins important la grêle peut causer de sérieux dégâts. Mais des grêlons de la taille d'une balle de tennis voir même de 19 cm de diamètre sont déjà tombés. En 1959, au Kazakhstan, on a pesé un grêlon de 1,9 kg !! (Tous ces records ont été homologués par l'OMM).


Un grêlon gros comme une balle de tennis

 

Les grêlons se forment dans les cumulo-nimbus

 

LES DEPRESSIONS

Les précipitations interviennent lors d'une dépression. Cette dernière a pour caractéristique essentielle une ligne de partage nette entre masse d'air, chaud et froid appelée front, le long duquel la température, la vitesse et la direction du vent changent brutalement. Lorsqu'il y a un front, l'air chaud monte ce qui crée la formation de couches nuageuses étendues et la survenue de précipitations, caractéristique d'une dépression.


Explication: (masse d'air)

LE FRONT FROID

Le front froid est la surface de séparation entre une masse d'air froide et chaude dont la masse d'air froide avance vers la masse d'air chaude. Des précipitations de courte durée mais importantes ont lieu quand l'air chaud, chargé d'humidité s'élève et crée des nuages (cumulo-nimbus). En été des orages, et précipitations de grêles peuvent avoir lieu suivant l'importance du cumulo-nimbus. En hiver c'est des averses de pluie ou de neige qui ont lieu suivant la température de l'air. Les précipitations ne durent pas longtemps. Les fronts froids se déplacent en général plus rapidement que les fronts chauds, entre 30 et 45 km/h. Au fur et à mesure que le front s'approche la pression atmosphérique diminue logiquement, la température diminue avec l'arrivé de cirrus et ou cirrostratus et ou cumulonimbus dans le ciel. Puis après le passage du front la pression atmosphérique augmente avec des températures basses et quelque cumulus. Les fronts froids ont tendance à suivre de près les fronts chauds immobilisés dans les dépressions.

Front froid

Cliquez ici pour voir une animation de l'avancé d'un front froid

LE FRONT CHAUD

Il y a formation de front chaud lorsqu'une masse d'air chaude en mouvement avance vers une masse d'air froide. Au fur et à mesure que le front s'approche la pression atmosphérique diminue légèrement, la température augmente et le vent change de direction. Dans le ciel on observera, dans l'ordre : des cirrus, des cirrocumulus, puis des cirrostratus et ou altocumulus, des altostratus et enfin un nimbostratus avec des précipitations. Ensuite, quand le front chaud est passé il est possible de voir des stratus. Suivant la saison les précipitations seront soit de la pluie, de la bruine, de la grêle, de la grésil ou bien de la neige. Les précipitations durent plus longtemps que celles du front froid comme elles peuvent se prolonger jusqu'à 48 heures avant le passage du front chaud. La zone de précipitations peut faire entre 250 et 300 km de long. Les fronts chauds ne se déplacent qu'à seulement 20 km/h.

front chaud

LE FRONT OCCLUS

Un front occlus se crée lorsqu'un front froid, plus rapide rejoint un front chaud dans la circulation de la perturbation. La masse d'air froide plus dense soulève la masse d'air chaude plus légère qui finit par ne plus être en contact avec le sol. Il se produit alors des chutes de pluies régulières et elles peuvent être importantes. L'arrivée d'un front occlus est marquée par une baisse de la pression atmosphérique et d'une importante nébulosité accentuée par des cumulus " fractus " à basse altitude.

Il existe 2 types de coupe de front occlus :

- Le cas d'une occlusion à caractère chaud, les cumulonimbus restent isolés.

La coupe de front occlus chaud

- Le cas d'une occlusion à caractère froid, il es possible que des cumulonimbus soient noyés dans les nimbostratus et causent d'importantes précipitations.