TEXTE NEIGE PRIS SUR  WIKIPEDIA

 

 

 

La neige est d'abord une forme de précipitations1 et 2 atmosphériques constituée de particules de glace ramifiées contenant de l'air qui sont la plupart du temps cristallisées[2],[3] et agglomérées en flocons[3], de structure et d'aspect très variables. Mais cette glace peut aussi être sous forme de grains : neige en grains et neige roulée. Lorsqu'il y a suffisamment de froid et d'humidité dans l'atmosphère, la neige se forme naturellement par condensation solide de la vapeur d'eau à saturation autour des noyaux de congélation. Selon sa structure et le vent, la neige tombe plus ou moins vite vers le sol. Sa formation dans l'atmosphère en réseau ramifié de particules solides distingue la neige d'autres précipitations relativement voisines comme la grêle ou le grésil.

 

La neige est aussi le dépôt des précipitations sur le sol ou sur un obstacle avant le sol (un toit, un arbre, ...) : c'est le manteau neigeux[4]. Elle est donc toujours constituée d'un mélange de glace et d'air[5],[6], avec parfois (si sa température est proche de 0 °C) de l'eau liquide. Le dépôt de ce matériau évolue, soit en mouvement (en poudrerie, transportée par le vent, ou en avalanche), soit sur place, naturellement (dans une plaque, un névé, une corniche, une congère) ou artificiellement (par damage ou trituration lors d'évacuations mécaniques (ex : chasse-neige, souffleuse à neige) ou manuelles (ex : pelle à neige, boule de neige), ou lors de préparations pour une piste de ski ou d'écrasements par circulation).

 

La neige disparait soit :

 

par fonte : lorsque ses cristaux ou ses grains de glace fondent (par l'effet du rayonnement solaire et/ou de la température de l'air et/ou du flux géothermique), vers de l'eau liquide ;

 par tassement lorsque l'air contenu est quasi complètement évacué : naturel vers un glacier, artificiel, par damage et fonte, vers du verglas ;

 par sublimation : vers de la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère.

 Les canons à neige produisent de la neige artificielle, en réalité de minuscules grains de glace proches de la neige fondue. Cette technique est utilisée sur les pistes de ski intérieures, mais aussi dans les stations de sports d'hiver pour améliorer et prolonger l'enneigement des pistes.

 

La nivologie est la science de la neige.

  

Aspects physiques

 La neige est un matériau composite naturel constitué d'un agrégat de particules d'eau sous forme solide (cristaux ou grains) et parfois partiellement liquide, et d'air. La neige est hétérogène, polyphasique, déformable, de couleur blanche, isolante thermiquement, thermo-sensible, glissante, éphémère. C'est un matériau en constante évolution[7].

 

Le code METAR d'observation de la neige est SN[8].

  

Historique

 Johannes Kepler fut l’un des premiers scientifiques à s’intéresser à la formation des flocons. Il rédige en 1611 un traité, L’Étrenne ou la neige sexangulaire. Vers 1930, le Japonais Ukichiro Nakaya forme ses propres flocons dans des conditions expérimentales, fixant la température et la saturation en eau. Il s’aperçoit alors que la forme des cristaux dépend de ces deux paramètres. En 1935, Tor Bergeron développe la théorie de croissance des flocons à partir de la cannibalisation des gouttes d’eau surfondues appelée l’effet Bergeron.

 

Diversité

 

Article détaillé : Cristal de glace.

 

Dans un nuage très froid, la vapeur d’eau se condense directement en cristaux de glace sur des particules en suspension (poussières, fumée…). S'ils ne rencontrent que des couches d’air de température inférieure à 0 °C pendant leur chute, les cristaux s’agglutinent et se combinent pour former des flocons de plus en plus larges. L’assemblage de ces cristaux dépend essentiellement des températures. La seule caractéristique commune à tous les cristaux est leur structure hexagonale, qui correspond à une minimisation de l’énergie potentielle chimique du cristal.

 

La forme des cristaux de neige varie en fonction des conditions atmosphériques de l'air dans le nuage lors de leur formation d'abord avec la température, mais aussi avec le degré d’humidité[9] :

 

température de 0 à −4 °C : minces plaques hexagonales[10] ;
température de -4 à −6 °C : aiguilles ;
température de -6 à −10 °C : colonnes creuses ;
température de -10 à −12 °C : cristaux à six pointes longues ;
température de -12 à −16 °C : dendrites filiformes.

 

Lorsque la température est inférieure à −16 °C, les flocons de neige rétrécissent et ont la taille d'un grain de sable[réf. nécessaire].

 

La densité de la neige fraîchement tombée est très variable. Cette variation dépend du type de cristaux favorisés par la température dans la couche où la neige se forme, et du vent qui est un facteur limitatif à leur croissance. De plus, la température de l'atmosphère variant avec l'altitude, on a généralement une variété de types de flocons. Finalement, la friction près du sol par le déplacement dû au vent va briser certains cristaux et ainsi modifier le rapport entre la masse des flocons et l'air contenu dans la congère.

 

Les statistiques donnent une moyenne de 110 kg/m3, avec un écart type de 40 kg qui confirme le caractère dispersé de ce critère. Le rapport entre la hauteur d'eau dans un nivomètre provenant de la masse de neige et la hauteur mesurée au sol de cette neige est ainsi souvent donné comme 1 mm pour 1 cm (rapport 1⁄10). Cependant, des études canadiennes et américaines montrent que ce rapport varie entre 1⁄3 (température très élevée) et 1⁄30 (temps très froid)[11].

 

Des études récentes ont montré que certaines bactéries (dites glaçogènes) jouent un rôle important dans la formation des cristaux de glace ou de neige. Ces bactéries sont normalement épiphytes (pseudomonas sp. par exemple) mais peuvent parfois être pathogènes. Elles sont identifiées dans de nombreux échantillons de neige en France, en Amérique du Nord et en Antarctique[12].

 

Les diverses générations d'un cristal d'eau dans la neige

 

La formation et l'évolution des cristaux intègrent :

 

Les multiples degrés de liberté d'association chimique des molécules d'eau ; l'expression de ces possibilités est favorisée par la relative lenteur de cristallisation : une dizaine de minutes à quelques heures. Ceci est à la base de l'extrême diversité des formes créées.

 

Les diverses conditions météorologiques rencontrées entre la formation et la disparition :

 conditions du niveau de formation, avant les précipitations

 conditions des couches atmosphériques traversées

 conditions au niveau du sol, s'il est atteint.

 

La faiblesse des liens entre molécules d'eau rend ces cristaux très sensibles à toute modification de leur environnement. On peut considérer le cristal de neige comme instable et qu'il doit être en phase de cristallisation pour conserver sa forme, si bien que des recombinaisons se produisent dès que celle-ci s'interrompt. Cette vive sensibilité rend difficile l'observation microscopique des cristaux sans précautions particulières.

 

Conditions du niveau de formation

 

Les paramètres des mouvements d'air ascendants conditionnent particulièrement la durée de cristallisation et les possibilités de pénétration dans des couches différentes par leur hygrométrie, température, pression, ... À ce niveau, des cristaux peuvent fondre, se sublimer, se combiner, mais aussi se trouver recouverts d'eau en surfusion ; les cristaux se couvrent de nodules d'abord invisibles mais qui peuvent dans certains cas leur donner un aspect de « fleur de mimosa ».

 

Même si l'air n'est pas ascendant, la résistance qu'il oppose parfois demande l'agglomération de plusieurs cristaux avant que les précipitations ne se déclenchent.

 

La neige commence sous un nuage cumulonimbus où la température est d'environ 1 à 2 degrés. En tombant, elle se cristallise lorsqu'elle passe une zone de 0 °C ou moins.

 

Conditions des précipitations

 Articles détaillés : flocon de neige et Bourrasque de neige.

 La turbulence et l'hygrométrie vont en particulier régir la disparition (fonte ou sublimation) des cristaux et des flocons ou au contraire leur agglomération progressive. Des flocons partiellement liquéfiés peuvent également subir une cristallisation brutale à la rencontre d'une atmosphère plus froide ; si le phénomène est massif, on parle de grésil.

 

La variation des paramètres météorologiques avec l'altitude se caractérise tout spécialement par la détermination de la fameuse limite pluie/neige.

 Conditions de cristallisation au sol

 

Sous les latitudes tempérées (sol « chaud »), le fort pouvoir isolant de la neige associé encore à l'albédo rend possible la création rapide d'un gradient thermique entre le sol chaud et isolé et la surface réfléchissante froide ; il peut atteindre 20 °C. Or on constate que les cristaux d'une couche de neige, dans un gradient de température, rentrent dans un processus de recristallisation se traduisant par un accroissement de la taille moyenne des cristaux. De ce point de vue, on considère qu'une épaisseur de quinze centimètres suffit à l'établissement d'un gradient.

 Les conditions de cristallisations étant bien différentes de celles de la haute atmosphère, la cristallisation au sol produit des formes nouvelles mais moins élaborées.

 

Jour de neige

 Un jour de neige est une période de 24 heures représentant un jour climatologique et au cours duquel on observe une chute de neige. Le nombre de jours et la quantité de neige annuels font partie du type de climat.

 

Évolution du manteau neigeux

 Article détaillé : Manteau neigeux.

 L'accumulation de la neige au niveau du sol, par chutes de neige ou transportée par le vent, produit le manteau neigeux. Celui-ci est constitué de strates d'épaisseurs et de qualité de neige très variables, selon les conditions météorologiques de chaque hiver, selon l'altitude et l'exposition au soleil. Dans chaque strate les cristaux évoluent, se transforment plus ou moins rapidement : ce sont les métamorphoses de la neige.

 

Le manteau neigeux se réduit et disparait avec la fonte printanière.

 L'énergie solaire contribue au réchauffement des sols de manière inégale. Un facteur important est l'albédo qui mesure la part réfléchie du rayonnement. L'albédo moyen sur Terre est de 0,28. Comme la neige fraîche est d'un blanc particulièrement pur, elle fait grimper l'albédo à 0,85. Cela implique une réflexion importante des rayons lumineux du Soleil, donc un moindre apport d'énergie. La neige ancienne gardant un albédo de 0,60, on comprend que les sols enneigés tendent à rester froids en surface, donc à garder leur manteau.

 

A contrario, les forêts de résineux profitent de leur albédo faible (0,12) et de la lumière réfléchie pour libérer leurs branches.

 La fonte de la neige.

 

La neige se transforme très lentement en eau liquide. L'eau de neige pénètre donc beaucoup mieux dans le sol et profite davantage aux nappes phréatiques que l'eau de pluie.

 Ce bénéfice est parfois contrarié par un radoucissement rapide accompagné de pluies, situation qui conduit souvent à des inondations parfois catastrophiques.

 Rôle protecteur

 La neige est un excellent isolant thermique, car elle renferme une grande quantité d'air. Par sa présence, les écarts de température sont diminués et le sol gèle moins en profondeur. Souris et campagnols vivent dans l'espace subnival sombre et tranquille, se déplaçant sans cesse dans un réseau de tunnels et grignotant les tiges des plantes.

 

De même, la végétation couverte de neige est protégée des fortes gelées. Certaines plantes d'altitude continuent leur activité pendant l'hiver. Galanthus nivalis (un perce-neige) est capable de traverser une certaine épaisseur de neige pour fleurir. Quand l'épaisseur est trop forte, l'allongement des tiges se fait à l'horizontale et dans tous les sens et c'est seulement quand ils sont libérés que les pédoncules se redressent.

 Les Inuits ont tiré profit de cette propriété pour leur maison de neige, l'igloo. De structure hémisphérique, l'habitation est construite en disposant des blocs de neige durcie. Le sommet est réservé à un bloc de glace translucide et le tout est consolidé avec de l'eau glacée. Même par -40 °C, la température intérieure au sol est de -5 °C. Toutefois, l'igloo n'est qu'un abri temporaire de chasse et non la maison réelle de l'Inuit.

 

Pareillement, la neige abrite de petits animaux comme les vers de neige. Ceux-ci profitent des réserves d'air pour creuser de petits tunnels souterrains et se mettre à l'abri du gel.

 Aspects géographiques

 

Sur la Terre, des zones sont enneigées, recouvertes de neige, essentiellement en fonction de leur latitude, de leur altitude, de leur exposition au soleil, de la saison.

 

Zones de neige

 

Pays recevant de la neige :

     Neige en dessous de 500 mètres d'altitude chaque année.

      Neige au-dessus de 500 mètres d'altitude chaque année, mais peu fréquemment en dessous de 500 mètres d'altitude.

      Neige uniquement au-dessus de 500 mètres d'altitude.

      Neige uniquement au-dessus de 2 000 mètres d'altitude.

      Sans neige.

 

Il neige relativement très peu dans les régions équatoriales et tropicales. On a coutume de considérer que les 35e parallèles délimitent cette région où seules les montagnes reçoivent de la neige. Le Cayambe, sommet équatorien de 5 790 m, est régulièrement enneigé bien qu'il soit exactement à la latitude 0.

 

Plus on se rapproche des pôles, plus la nivosité augmente. Toutefois, la quantité de neige tombant dans les régions polaires est faible car la température y est trop faible. Par ailleurs, les zones côtières sont relativement épargnées par la neige.

 

C'est donc dans les régions tempérées, continentales et montagneuses qu'on relève des chutes record, comme les 145 cm en 24 h à Tahtsa Lake West en Colombie-Britannique, au Canada, en février 1999, ou les 193 cm en 24 h mesurés à Silver Lake (Colorado) en avril 1921.

 

Neiges éternelles

 Quand la couverture neigeuse ne parvient pas à fondre totalement à la saison chaude, on parle classiquement de neiges éternelles ou plus exactement de neiges permanentes. Cette neige s'installe à des altitudes très variables en fonction de la situation géographique sur la Terre, de zéro à plus de 5 000 m, en fonction notamment de la latitude, de l'exposition au soleil du site et de l'accumulation hivernale de la neige. Cette situation existe sur la plupart des hauts sommets et près des pôles. Tassées et fondant partiellement, ces neiges se transforment en névés puis en glaciers. La glace continentale des pôles s'appelle inlandsis, les icebergs qui s'en détachent sont donc constitués d'eau douce, au contraire de la banquise qui se forme sur l'eau de mer. L'eau de mer se dessale en gelant (« expulsion » du sel vers les eaux plus profondes).

 

L'arrivée de la neige est source d'excitation chez les plus jeunes, pour qui la construction de bonshommes de neige ou la bataille de boules de neige sont des activités ludiques immédiates.

 La neige offre de larges domaines glissants. Elle permet ainsi de nombreux loisirs plus ou moins sportifs : ski (alpin, de fond, extrême), luge, snowboard, raquette à neige. Dans les stations, les pistes sont damées et des moyens de transport sont prévus pour amener les skieurs (remontées mécaniques : téléskis, télésièges, téléphériques). L'engouement pour ces loisirs a motivé l'invention du canon à neige pour allonger la période du ski.

 

Les propriétés de glisse sont aussi utilisées dans les régions arctiques pour le déplacement et le transport par traîneau ou motoneige.

 Elle permet lors des fontes, de bien recharger les nappes phréatiques et de manière plus efficace que la pluie car cette dernière a souvent tendance à ruisseler ou à être absorbée par les plantes.

 

Inconvénients

 Articles détaillés : Déneigement et Avalanche.

 La neige abondante au Québec durant l'hiver 2007-2008 cause des problèmes de déneigement et crée des accumulations importantes devant les maisons.

 La neige perturbe la circulation des véhicules, surtout quand elle tombe dans des régions inhabituelles. En France, les routes sont classées en quatre niveaux de priorité, les routes de niveau 1 étant traitées 24 h sur 24 si nécessaire. Un traitement préventif est possible par épandage de saumure. Le traitement curatif est basé sur le raclage suivi d'un salage. La quantité de sel est limitée en raison de la pollution engendrée. Cette saumure a aussi tendance à favoriser la corrosion des véhicules.

 

On utilise un chasse-neige pour déblayer les routes.

 

En hiver, de nombreux cols sont fermés à la circulation de façon plus ou moins durable ou restreints aux véhicules équipés de chaînes à neige. Les cols les plus élevés ont une fermeture annuelle programmée.

 

Dans certains lieux, en cas de chute de neige, chacun est requis de déblayer le trottoir devant son habitation. Les pouvoirs publics tentent régulièrement de responsabiliser les citadins en les déclarant responsables si un accident survient à un piéton. Pourtant, légalement, il est impossible d'incriminer un particulier pour un accident de circulation survenu sur un lieu public dû à la neige ou au verglas en son absence et sans qu'il y soit impliqué. Chacun doit veiller à sa propre sécurité et les pouvoirs communaux sont tenus d'entretenir les voies de circulation en bon état[Où ?].

 

En cas de nivosité inhabituelle, le poids de la neige peut entraîner des surcharges de certaines constructions. Les câbles et pylônes électriques peuvent être endommagés par l'accumulation de neige collante, entraînant des coupures de courant. Dans ce cas le poids peut dépasser les 20 kg/m de conducteur électrique, alors que la masse habituelle oscille entre 100 g à 5 kg/m de conducteur électrique[21].

 

Au Québec et dans plusieurs régions du Canada, l'hiver 2007-2008 passera à l'histoire comme étant celui des records de neige. L'exemple le plus spectaculaire est celui de la ville de Québec qui aura reçu 558 cm de neige, alors que la quantité moyenne reçue durant un hiver est de 316 cm. Cependant, la ville de Sept-Îles, située plus au nord, a reçu un record de 762 cm durant l'hiver 1968-1969[22].

 

Neige et environnement

 La neige joue un rôle climatique important de par son albédo et sa place dans le cycle de l'eau. Quand la couche est épaisse et durable, elle limite les capacités d'alimentation d'un certain nombre d'espèces. De plus leurs traces visibles rendent leur chasse plus facile. En France en temps de neige la chasse du petit gibier sédentaire est en théorie interdite. En pratique, il est parfois difficile de différencier chez les oiseaux les petits migrateurs des sédentaires.

 Une espèce d'éphémère émerge de l'eau en hiver, et peut être aperçue sur la neige. C'est peut-être une stratégie payante retenue par l'évolution et la sélection naturelle, permettant à l'insecte d'émerger puis pondre à un moment où ses prédateurs habituels (surtout des oiseaux et chauve-souris insectivores) sont absents ou endormis.

 Le sel de déneigement a des impacts environnementaux encore mal cernés, mais a priori devenus non négligeables.