Les orages de neige

Rachel Hems
Lisibilité
5.4

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Quand il y a du tonnerre et des éclairs, mais que la principale forme de précipitation est de la neige, on appelle cela un orage de neige.

Dans de nombreux endroits, des orages éclatent souvent en été. Mais peuvent-ils se produire aussi en hiver? Eh oui, ils le peuvent!/p>

Les orages hivernaux portent un nom différent. On les appelle orages de neige. Les orages et les orages de neige produisent tous les deux du tonnerre et des éclairs. Leur principale différence est la forme de précipitation. Lors d’un orage, il pleut. Lors d’un orage de neige, il neige.

Apprenons-en davantage sur les orages de neige. Mais tout d’abord, assurons-nous de bien comprendre les orages ordinaires.

On connaît les orages pour leurs nuages noirs, leurs fortes pluies et leurs éclairs. Et bien sûr, pour leur tonnerre!

Qu’est-ce qui cause les éclairs?

Les éclairs sont très excitants à regarder! De nombreux scientifiques pensent qu’ils sont causés par une accumulation d’électricité dans les cumulonimbus.

Cumulonimbus clouds as seen from an aircraft/Cumulonimbus vus à partir d’un avion
Cumulonimbus vus à partir d’un petit avion (Source : Shawn de Airdrie, Canada [CC BY-SA 2.0] via Wikimedia Commons).

À l’intérieur de ces nuages, les vents poussent les gouttelettes d’eau du bas vers le haut. Là, les gouttelettes se transforment en cristaux de glace. C’est parce que le haut d’un nuage est plus froid que le bas.

De plus gros cristaux de glace se transforment en grêlons. Lorsqu’ils deviennent trop lourds, ils retombent au bas du nuage.

Lorsque les grêlons tombent, ils transfèrent des électrons aux cristaux de glace allant dans l’autre direction. Les grêlons qui descendent se chargent négativement. Les cristaux de glace qui montent se chargent positivement.

Quel effet penses-tu que cela peut avoir sur la charge du nuage? Le haut du nuage finit par contenir plus de particules chargées positivement. Et le bas du nuage par contenir plus de particules chargées négativement. Cela crée un champ électrique, semblable à celui d’une pile.

Les particules chargées négativement sont attirées par les particules chargées positivement. Souviens-toi, le bas d’un nuage contient plus de particules chargées négativement. Et le haut d’un nuage contient plus de particules chargées positivement. Mais il y a aussi des particules chargées positivement au sol.

Ces différences dans les électrons créent de l’électricité statique. Une charge s’accumule entre les surfaces chargées positivement et négativement. Celle-ci finit par suffisamment grossir pour provoquer une décharge.

Que se passe-t-il lorsque le bas d’un nuage décharge des particules chargées négativement? Les particules quittent le nuage sous forme d’impulsions appelées traceurs par bonds. Elles se dirigent vers les particules les plus près chargées positivement au sol. Habituellement, ce sont de grands arbres ou des bâtiments.

Incredible lightning strike stepped leader process (2013) by Max Olson Chasing sans son (0:46 min.).

 

Qu’en est-il des particules chargées positivement au sol? Elles s’élèvent pour rencontrer les particules chargées négativement. Lorsqu’elles se rencontrent enfin, elles provoquent un flash secondaire très rapide. Cela équilibre la charge entre les particules et crée les éclairs que tu vois pendant un orage!

Comment la foudre se produit-elle?
La foudre peut se produire à l’intérieur d’un nuage, entre deux nuages ou entre le sol et un nuage (©2019 Parlons sciences).

Qu’est-ce que le tonnerre?

Qu’est-ce qui cause le bruit du tonnerre? Eh bien, la foudre est extrêmement chaude! Elle peut atteindre 30 000 degrés Celsius. Cela produit de l’air chaud qui se dilate. À mesure que l’air refroidit, il se contracte à nouveau. Cela se passe très rapidement. L’expansion et la contraction rapides de l’air créent un bruit violent. C’est le son du tonnerre. As-tu déjà entendu un grondement après le premier coup de tonnerre? C’est le son de l’air qui vibre à mesure qu’il se refroidit!

Le saviez-vous?

La lumière voyage plus vite que le son. C’est pourquoi tu vois habituellement les éclairs avant d’entendre le tonnerre. Plus le délai est court entre l’éclair et le tonnerre, plus tu es près de l’orage!

Qu’est-ce qu’un orage de neige?

On appelle orage de neige une tempête qui se produit par temps froid où l’on entend le tonnerre et voit des éclairs. Les orages de neige sont un phénomène très rare. Il y en a eu un dans l’ouest de la Colombie-Britannique en juin 2019. Il s’en produit parfois dans le centre et l’ouest des États-Unis. On en a signalé quelques-uns en Finlande, au Royaume-Uni, en Norvège, en Chine et au Japon.

CNN cameras in Kansas capture thundersnow (2013) par CNN (en anglais) (55 sec).

 

Pourquoi les orages de neige sont-ils si rares? Habituellement, les cumulonimbus ne se forment qu’en été par temps chaud. Ces nuages créent des éclairs parce que leurs sommets atteignent l’air plus froid où se forment les cristaux de glace.

Tout commence lorsque le soleil réchauffe la surface de la Terre. De l’air chaud et humide s’élève dans l’atmosphère. L’air humide libère de la chaleur et se condense en gouttelettes d’eau. Cela réchauffe davantage l’air. Au bout du compte, un très grand nuage commence à se former.

Mais les nuages tendent à être plus plats en hiver. C’est parce qu’il n’y a pas autant de chaleur pour faire monter l’air humide. Les sommets des nuages plus plats n’atteignent pas l’air plus froid où les cristaux de glace se forment. Et sans cristaux de glace, il n’y a pas d’éclairs. C’est pourquoi les orages de neige sont si rares.

Le saviez-vous?

Le tonnerre se produit lorsque l’air est chauffé à des températures très élevées par un éclair. Tout d’abord, cela crée une onde de choc. Puis, cela produit une onde sonore que tu peux entendre.

Mais il arrive parfois qu’un nuage d’hiver grandisse suffisamment pour provoquer des éclairs! Les orages de neige surviennent habituellement dans une petite zone et leur durée est très courte. Alors, garde l’œil (et l’oreille) ouvert au cas où tu serais témoin de cet incroyable phénomène météo. C’est plutôt fascinant!

 

Points de départ

Connecter et Relier

  • À quelle fréquence y a-t-il des orages dans la région où tu habites?
  • As-tu déjà vu ou entendu un orage de neige? Si oui, à quel moment de l’année était-ce?
  • Aimes-tu les gros orages? Pourquoi, ou pourquoi pas?

Connecter et Relier

  • À quelle fréquence y a-t-il des orages dans la région où tu habites?
  • As-tu déjà vu ou entendu un orage de neige? Si oui, à quel moment de l’année était-ce?
  • Aimes-tu les gros orages? Pourquoi, ou pourquoi pas?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Quels pourraient être les conséquences possibles d’un orage de neige soudain?

Relier la Science et la Technologie à la Société et à l'Environnement

  • Quels pourraient être les conséquences possibles d’un orage de neige soudain?

Explorer les Concepts

  • Qu’est-ce qu’un orage de neige? Pourquoi est-ce un phénomène météorologique rare?
  • Quel type de nuages faut-il pour qu’il y ait du tonnerre et des éclairs?
  • Décris ce qui se passe à l’intérieur d’un nuage pour produire des éclairs.
  • Décris comment le tonnerre se produit.
  • De quelle manière la convection participe-t-elle à la création des cumulonimbus?

Explorer les Concepts

  • Qu’est-ce qu’un orage de neige? Pourquoi est-ce un phénomène météorologique rare?
  • Quel type de nuages faut-il pour qu’il y ait du tonnerre et des éclairs?
  • Décris ce qui se passe à l’intérieur d’un nuage pour produire des éclairs.
  • Décris comment le tonnerre se produit.
  • De quelle manière la convection participe-t-elle à la création des cumulonimbus?

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour appuyer l’enseignement et l’apprentissage des sciences de la Terre et de la météorologie liées aux nuages, aux précipitations et à l’électricité statique. Les concepts introduits comprennent les précipitations, les orages de neige, les éclairs, les grêlons, les cristaux de glace, les cumulonimbus, les piles, l’attraction, l’électricité statique, la décharge, la chaleur et la convection.
  • Après avoir lu cet article, les enseignants pourraient demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour renforcer leur compréhension du concept orage de neige. Les fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie pour cet article sont disponibles en formats [Document Google] et [.pdf].
  • Pour renforcer davantage leur apprentissage, les enseignants pourraient demander aux élèves de créer un diagramme de Venn afin de comparer les différences et les similarités entre les orages et les orages de neige.

Suggestions d'enseignement

  • Cet article peut être utilisé pour appuyer l’enseignement et l’apprentissage des sciences de la Terre et de la météorologie liées aux nuages, aux précipitations et à l’électricité statique. Les concepts introduits comprennent les précipitations, les orages de neige, les éclairs, les grêlons, les cristaux de glace, les cumulonimbus, les piles, l’attraction, l’électricité statique, la décharge, la chaleur et la convection.
  • Après avoir lu cet article, les enseignants pourraient demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Toile de définition du concept pour renforcer leur compréhension du concept orage de neige. Les fiches reproductibles prêtes à l’emploi de cette stratégie pour cet article sont disponibles en formats [Document Google] et [.pdf].
  • Pour renforcer davantage leur apprentissage, les enseignants pourraient demander aux élèves de créer un diagramme de Venn afin de comparer les différences et les similarités entre les orages et les orages de neige.

En savoir plus

Qu’est-ce qu’un orage d’hiver? (2017) Radio Canada -- Cet article explique aussi la prévision des orages en hiver, surtout au Québec.

Création de la foudre (2018) Gouvernement du Canada - L'Article comprend les différentes formes d’éclairs, et explique qu'il y a des éclairs négatifs ainsi que des éclairs chargés positivement.

Comment se forme un éclair? (2016) C'est Pas Sorcier -- Vidéo (2 min 4 s) avec une brève explication à l'aide d'un graphique.

Références

Afework, B., Hanania, J., Stenhouse, K., & Donev, J. (2018, mai 18). Static electricity. Energy Education.

Cappucci, M. (2018, mai 9). Explainer: What is thundersnow?  Science News for Students.

Planet Science. (n.d.). What causes lightning?

Schultz, D. M., & Vavrek, R. J. (2009). An overview of thundersnow. Weather, 64(10), 274-277.