Les précipitations
Qu'il pleuve ou qu'il grêle.
Les nuages stockent dans l'atmopshère de gigantesques quantités d'eau...Pour les relâcher, un jour, sous forme de précipitations tantôt liquides, tantôt solides.
C'est à juste titre que les Gaulois redoutaient que le ciel ne leur tombent sur la tête: sous forme de nuages ou d'air humide, les couches basses de l'atmosphère - la troposphère - retiennent une quantité d'eau tellement importante qu'elle pourrait recouvrir la surface de la Terre sous 1 m d'épaisseur. Si elle rejoignait d'un seul coup le plancher des vaches, ce qui n'est bien sûr jamais le cas. Seuls certains nuages, comme ceux de la famille des stratus et des cumulus, relâchent vers le sol pluie, bruine, neige, grêle, grésil, givre, brume....
En été, sous les tropiques, les anticyclones cèdent la place à des dépressions dues à l'échauffement des continents. C'est la saison des pluies. A la tombée de la nuit, les averses sont aussi violentes que soudaines, de grosses gouttes tombent en rangs serrés.
Des microgouttes aux gouttes
L'humidité contenue dans les nuages prend la forme de petits cristaux de glace ou de gouttelettes d'eau. Tant qu'ils sont suffisamment légers, ils se maintiennent en suspension au sein des courants d'air qui parcourent les nuages.
Si ces particules sont très nombreuses, elles finissent par s'agglutiner entre elles pour en former de plus grosses. Il faut environ un million de ces microgouttes pour constituer une goutte d'eau d'un poids suffisant pour être entrainée vers le bas. Ainsi naît la pluie. C'est ce phénomène qui se produit dans les régions chaudes.
Dans les régions tempérées, tout commence par une sorte de neige. Le sommet des nuages à précipitations est presque toujours situé à une altitude où, la température étant inférieure à 0°C, l'eau est présente sous forme de minuscule particules de glace. Quand celles-ci sont nombreuses, elles se regroupent et forment des cristaux de neige. A mesure que leur poids les entraîne vers le bas, ces cristaux rencontrent des couches d'air de moins en moins froides. Si la température dépasse 0°C avant qu'ils n'atteignent le sol, ils se transforment alors en gouttes d'eau, et il pleut.
Lorsqu'il fait très froid en altitude et que l'atmosphère est agitée, les gouttes de pluie donnent naissance à des billes de glace, les grêlons redoutés des agriculteurs.
26 000 litres d'eau au mètre carré
Si le temps est calme et que le nuage n'est pas parcouru de forts courants d'air, les gouttelettes d'eau grossissent peu. Une pluie fine et serrée, la bruine, composée de gouttelettes d'un diamètre inférieur à 0,5 mm, peut alors tomber pendant de longues périodes. Elle est généralement due à la présence de stratus peu denses qui couvrent de larges étendues.
Dans une période d'instabilité météorologique, avec des vents forts, les nuages sont souvent denses, de type cumulus, agités par de puissants mouvements intérieurs qui facilitent la formation de grosses gouttes d'eau. La pluie qui en résulte est souvent brève, mais elle tombe en rafales sur des surfaces réduites. Le frottement de l'air limite la vitesse des gouttes - pas plus de 30 km/h - mais aussi leur taille - au-delà de 6 mm, elles éclatent.
Les plus énormes cumulonimbus sont capables de déverser 4 000 tonnes d'eau par seconde sur des dizaines de kilomètres carrés. En 1952, il est même tombé en une seule journée 1 872 litres d'eau au mètre carré sur un point de l'île de La Réunion - près de deux fois la quantité de la ville de Paris reçoit en une année entière.
Mais, de mémoire pluviomètre - ces récipients qui servent à mesurer les quantités de précipitations -, les douze moins les plus mouillés ont été enristrés dans une région d'Inde entre 1860 et 1861: un effarant déluge de plus de 26 000 litres d'eau au mètre carré!
Le givre se forme lorsque de l'air humide est en contact avec le sol froid; la neige, lorsque les cristaux de glace d'un nuage ne peuvent pas fondre lors de leur descente.
Des grêlons de 1 kg
Tous les cristaux de glace du nuage à précipitations n'arrivent pas au sol sous forme de gouttes de pluie. Si ces gouttes traversent en descendant une couche d'air très froid, leur enveloppe gèle. Elles se transforment alors en petites billes translucides de moins de 5 mm de diamètre: le grésil.
Mais si le nuage est agité de très forts courants d'air, les cristaux, avant de tomber, seront repris plusieurs fois par les courants d'air ascendants pour remonter au sommet du nuage. A chaque passage, des particules de glace supplémentaires vont alors s'agglutiner aux cristaux. De couches en couches, des grêlons vont naître. Lorsque leur poids sera suffisant pour vaincre les courants ascendants, ils finiront par tomber vers le sol. Le diamètre d'un grêlon est généralement compris entre 0,5 et 5 cm. Mais d'aucuns ont pu ramasser d'incroyables "boulets" de près de 20 cm de diamètre, pour un poids d'environ 1 kg, dont la vitesse de chute avaoisinait les 160 km/h!
S'il fait vraiment très froid dans le nuage et que la température est négative sur tout le parcours des cristaux de glace vers le sol, ces derniers s'agglutinent entre eux pour former des flocons de neige. Au microscope, ils présentent une infinie variété de formes, dépendant notamment de la température de l'air qu'ils ont traversé pendant leur chute. On les classe en près de cent catégories distinctes. Tous les flocons, dont le diamètre peut dépasser 2 cm, ont cependant une caractéristique commune: ils forment de superbes figures géométriques symétriques possédant, invariablement, six côtés.
Des nuages au ras du sol
La brume n'est autre qu'un nuage qui s'est formé au niveau du sol. Ce phénomène se produit notamment après le coucher du soleil, alors que la terre se refroidit plus rapidement que l'air ambiant. L'air humide se condense au niveau du sol sans même avoir eu à s'élever en altitude. Le brouillard est quant à lui une brume de forte densité: la visibilité devient inférieure à 1 km. La vapeur d'eau peut également se condenser en petites gouttes sur le sol et les végétaux, formant la rosée. Et, quant il fait moins de 0°C, la rosée devient glace: c'est le givre ou la gelée blanche.
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