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Initiation à la VH

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La formation des précipitations

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publié le 2 avril 2005 (modifié le 23 mars 2006)

Il y a précipitation lorsqu’un ensemble de particules aqueuses, à l’état solide ou liquide, tombe d’un nuage et atteint le sol.

La formation des précipitations

Par la condensation de vapeur d’eau dans l’atmosphère, des nuages apparaissent. Ils sont constitués de gouttelettes en suspension de très faible diamètre (de 0,004 à 0,01mm). Un processus de croissance appelé coalescence (captation des petites particules par les plus grosses) permet un accroissement rapide de la taille de ces gouttelettes.

A partir d’une certaine taille, ces gouttes sont suffisamment lourdes pour que la poussée d’Archimède de l’atmosphère et les courants ascendants ne puissent les maintenir en suspension. Alors elles précipitent.

Au-dessus de l’isotherme 0°C, la condensation produit directement des particules solides (paillettes de glace) qui ont tendance à s’agglomérer en entre elles et former des flocons de neige.

Les précipitations prennent une forme très différente selon le type de nuages.

Les particules dues à des nuages stables

Les nuages stables

Sous les altostratus ou nimbo-stratus elles peuvent précipiter avec des dimensions modestes (une goutte de pluie a un diamètre supérieur à 0,05mm) ; une précipitation peut même se déclencher avec des particules plus fines (de 0,03 à 0,05mm) s’échappant de nuages encore plus stables (les stratus ou encore les brouillards), on parle dans ce cas de bruine ou de brouillard mouillant.

Nota : la précipitation des brouillards est un phénomène rare. En effet, compte tenu de la faible dimension initiale des gouttelettes, il faut une épaisseur importante de brouillard (plusieurs centaines de mètres) pour qu’il précipite.

Dans certaines conditions de faible hygrométrie, une faible précipitation en dessous du nuage peut très bien s’évaporer dans l’air sec et ne donner aucune trace au sol (ce phénomène s’appelle un virga).

Les particules dues à des nuages instables

Les nuages instables

Si de forts mouvements convectifs existent dans le nuage (cumulus ou cumulo-nimbus) la particule peut atteindre un diamètre supérieur à 4mm (on parle d’averse). Au-dessus de 6mm, les gouttes ont tendance à se fractionner durant leur chute.

Les mouvements convectifs qui entraînent les gouttes en haute altitude produisent la grêle.

Les caractéristiques des précipitations

  • Vitesse de chute

    La vitesse de chute varie dans le même sens que le diamètre des gouttes :

    • brouillard : 0,01m.s-1 (jusqu’à 0,5m.s-1 ) ;
    • bruine : 0,5m.s-1 (diamètre : 0,5mm) ;
    • pluie : de 4m.s-1 (diamètre : 1mm) à 8m.s-1 (diamètre : 3mm).
  • Hauteur d’eau précipitée

    La mesure des quantités d’eau précipitée s’effectue au pluviomètre (hauteur d’eau recueillie et hauteur d’eau équivalente par fusion de l’eau solide interceptée). L’unité est le millimètre (1mm de précipitation = 1 litre d’eau par m² = 1000g d’eau par m² ).

    La localisation et la mesure de l’intensité des précipitations s’effectuent au radar Melodi.

    Un réseau de radar de précipitation couvre aujourd’hui l’Europe occidentale. Mais ce radar ne permet pas de distinguer la nature des précipitations.

La quantité moyenne d’une précipitation liquide est de l’ordre de 1mm par heure (soit 1000g d’eau par m² et par heure) ; sous forme d’averse cette quantité peut atteindre 1mm à la minute.

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