Météorologie: les précipitations

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Renseigne-toi sur l’humidité et les différentes formes de précipitations.

L’humidité

L’humidité est la quantité de vapeur d’eau dans l’air. La rosée, le givre et cette sensation désagréable lors des jours de canicules sont tous des signes de vapeur d’eau dans l’air. L’humidité est une partie importante de tout habitat. Il détermine quels plantes et animaux peuvent y prospérer. 

Les gens sont également affectés par l’humidité. Lorsque nous transpirons, la sueur s’évapore de notre peau. C’est ce qui nous garde au frais par une chaude journée. Mais lorsque l’air ambiant est humide, notre sueur s’évapore lentement. C’est parce que l’air autour de notre corps contient déjà beaucoup de vapeur d’eau. Si l’humidité est très élevée, les gens peuvent subir un coup de chaleur.

Parfois, les gens utilisent des climatiseurs pour refroidir l’air à l’intérieur des bâtiments. Mais les climatiseurs réduisent également l’humidité. Ils possèdent des éléments qui refroidissent l’air autour d’eux. Lorsque la vapeur d’eau frappe ces éléments, elle se condense en eau liquide. Ceci réduit la quantité de vapeur d’eau, soit l’humidité, dans l’air. 


Les micro-organismes comme les bactéries et les moisissures peuvent se développer quand l’humidité est trop élevée à l’intérieur. Certains de ces micro-organismes peuvent être nuisibles à la santé des gens. C’est pourquoi beaucoup de gens utilisent des déshumidificateurs pour éliminer l’humidité de l’air.

Les précipitations

Les précipitations sont l’une des principales composantes du cycle de l’eau de la Terre. La pluie, la neige, la bruine, la grêle et le grésil en sont tous des variantes. Toutes les précipitations commencent sous forme de vapeur d’eau qui se condense en gouttelettes pour ensuite tomber du ciel. Certaines de ces gouttelettes restent à l’état liquide, alors que d’autres gèlent.

La pluie

Dans les nuages, les gouttelettes d’eau se heurtent les unes aux autres et forment de plus grosses gouttes. Éventuellement, celles-ci finissent par être tellement lourdes qu’elles tombent vers le sol. Quand l’air est instable, de plus en plus de gouttelettes entrent en collision, créant des gouttes encore plus grosses. Les gouttes de pluie peuvent ainsi mesurer de 0,1 mm, jusqu’à… 9 mm, une très grosse goutte! 

De la pluie verglaçante, aussi appelée verglas, peut se produire lorsque la température près du sol est près de 0 °C, mais que l’air au-dessus est plus chaud. La pluie n’a pas assez de temps pour geler à mesure qu’elle tombe, mais elle se transforme en glace dès qu’elle touche le sol.
 

Late summer storm/Orage d'été
Orage d’été (Source: Malene Thyssen [CC SA 3.0] via Wikimedia Commons).

La neige 

Il arrive que les gouttelettes nuageuses gèlent et donnent naissance à des cristaux de glace. Un type de cristal que nous connaissons certainement est les cristaux de neige. Les cristaux de glace se forment lorsque des gouttelettes restent liquides même à une température en dessous de zéro degré Celsius (surfondues). Elles forment alors des réseaux cristallins à six côtés. En heurtant les autres gouttelettes, ces structures grossissent de plus en plus. Devenant trop lourdes, elles chutent vers la Terre sous forme de flocons. En tombant, ces flocons se collent parfois entre eux. À environ -2 °C, ils peuvent même devenir tridimensionnels!

Le savais-tu?

Une molécule d’eau (H2O) a la forme d’un V avec un atome d’oxygène au centre, et un hydrogène de chaque côté. Plusieurs molécules d’eau s’assemblent en formant des hexagones. Ceci est la raison derrière la forme des flocons de neige.

Molécules d’eau et de glace
Une molécule d’eau à gauche et des molécules d’eau sous forme de glace à droite (Parlons sciences en utilisant une image de Qwerter via Wikimedia Commons et P99am [CC BY-SA 3.0] via Wikimedia Commons). #BBD0E0 »

 

On dit que chaque flocon est unique, mais a-t-on déjà vérifié cette affirmation? Le photographe Wilson Alwyn Bentley a tenté de le faire en agrandissant des milliers de cristaux sous un microscope. Il n’a jamais trouvé de flocons identiques. De plus, ses images ont permis aux scientifiques de comprendre les différents types de flocons.

Photos of snowflakes/Photographies de flocons de Wilson Alwyn Bentley
Échantillonnage des photographies prises par Wilson Bentley en 1902 (Source: Wilson Bentley [Public domain] via Wikimedia Commons).

 

La grêle et le grésil 

A hailstone/Un grêlon
A large hailstone (Source: National Severe Storms Laboratory (NSSL) Collection [Public domain] via Wikimedia Commons).

Les grêlons, dont la chute constitue la grêle, sont formés de cristaux de glace qui se pressent les uns contre les autres lors de journées plus chaudes. Les masses d’air chaud montent dans les nuages, repoussant les gouttelettes. Les gouttelettes retombent et remontent plusieurs fois. Durant ce va-et-vient vertical, les cristaux s’accumulent et deviennent de plus en plus gros. Les grêlons finissent par tomber quand les forces vers le haut des masses d’air ne peuvent plus soutenir leur poids. Les grêlons mesurent normalement autour de 5 mm. Toutefois, on rapporte souvent la chute de grêlons de la taille de balles de golf!


Parfois, des granules de glace tombent sous forme de grésil. Ces granules ressemblent à des billes translucides de glace. Elles sont plus petites que les grêlons. Ces granules rebondissent souvent à l’atterrissage, et ne semblent pas vouloir geler en masse compacte sur le sol.

 

 

Références


Bradač, M. (2015). The science of snowflakes.

Cenedese, C., Mason, B. and others. (2020, March 21) Climate - Types of precipitation. Encyclopedia Britannica.

National Oceanic and Atmospheric Administration. Freezing Rain and Sleet. Weather.gov

Rutledge, K., Ramroop, T. et al. (2011, January 21) Hail. National Geographic

United States Geological Survey. The Fundamentals of the Water Cycle.

YouTube. National Geographic.(2011). Humidity.

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