Limite entre pluie verglaçante et neige

[Thomas_35]

Bonsoir,

Je vous propose un petit problème (que je n'arrive pas à résoudre) afin de mieux cerner la limite entre phénomène de neige et de pluie verglaçante.

On sait que le phénomène de pluie verglaçante est un phénomène assez particulier puisqu'il fait appel au phénomène d'inversion: la température est négative au niveau du sol et très haut en altitude mais pas entre les deux.

On considère que la température ne varie pas selon l'axe des abscisses.

On considère que la température est homogène dans la zone rouge.

Si la distance AB est très petite, les précipitations tombent sous forme de neige

Si la distance AB est importante, les précipitations tombent sous forme de pluie verglaçante.

La question que l'on se pose est: pour une température fixée (dans la zone rouge), quelle est la distance maximale AB pour laquelle le phénomène de neige disparaît cad que les flocons se transforment en gouttes (et donc que le phénomène de pluie verglaçante apparaît) ?

[Cotissois 31]

pour une température fixée (dans la zone rouge), quelle est la distance maximale AB pour laquelle le phénomène de neige disparaît cad que les flocons se transforment en gouttes (et donc que le phénomène de pluie verglaçante apparaît) ?

Plus concrètement il faut calculer la chaleur gagnée par la neige quand elle tombe dans la zone rouge, donc savoir quelle est la température de la zone rouge. Sachant que la température d'une couche évolue avec le temps (c'est bien le principe de l'isothermie).

Mais il est sans doute possible de faire le calcul à un moment donné pour une certaine couche rouge et une certaine quantité de neige à fondre, avec une certaine vitesse de chute.

[Thomas_35]

Plus concrètement il faut calculer la chaleur gagnée par la neige quand elle tombe dans la zone rouge, donc savoir quelle est la température de la zone rouge. Sachant que la température d'une couche évolue avec le temps (c'est bien le principe de l'isothermie).

Ah oui d'accord, donc on peut se placer avec une température de 2°C par exemple ? [mais le problème qui se pose c'est que la température ne passera pas brutalement de 0°C (ligne noire) à 2°C directement, elle devra passer par une température intermédiaire)].

Mais il est sans doute possible de faire le calcul à un moment donné pour une certaine couche rouge et une certaine quantité de neige à fondre, avec une certaine vitesse de chute.

Pour ce qui est de la vitesse de chute, on peut appliquer le principe fondamental de la dynamique (même avec une masse aussi petite que celle du flocon ?).

[guigui1984]

Je pense qu'il y'a deux paramètres à prendre en compte :

1. épaisseur entre A et B

2. Température moyenne entre A et B

Concrètement, s'il fais 0.5°C et que la couche mesure 100m, alors il n'y aura pratiquement aucune fusion, et ça restera de la neige

A l'opposé si cette couche fais 300m et qu'il fais 2.0°C, ce sera de la pluie verglaçante

Après, je pense que cette couche peut varier en épaisseur et température, et pourra donner par moment des pluies verglaçantes, puis de la neige, puis de la pluie verglaçante.

Si on veux faire dans le détail, deux autres paramètres peuvent encore influencer :

- Intensité des précipitations (On sais que de fortes précipitations peuvent avoir un effet isothermique remarquable). Une forte averse pourra traverser avec moins de "dommages" une même couche qu'une averse faible, et pourra rester en neige le temps de la forte averse, puis revenir en pluie verglaçante quand les précipitations redeviennent modérées.

- Vent à l'intérieur de la couche (Brassage de l'air, et donc augmentation / réduction de l'épaisseur de la couche ainsi qu'une augmentation de la vitesse de la pluie).

Je dirais plutôt qu'en réalité ce n'est pas aussi linéaire que ton dessin, même si pour la compréhension le schéma est clair, mais qu'il s'agit plutôt de bulles aux formes exotiques qui se modifient, s'agrandissent, diminuent.

Bref, j'espère avoir été assez clair, mais il est très difficile de mesurer cette coucher à moins d'avoir une station météo tout les 50m d'altitude, et encore !

[Thomas_35]

Je pense qu'il y'a deux paramètres à prendre en compte :

1. épaisseur entre A et B

2. Température moyenne entre A et B

Concrètement, s'il fais 0.5°C et que la couche mesure 100m, alors il n'y aura pratiquement aucune fusion, et ça restera de la neige. A l'opposé si cette couche fais 300m et qu'il fait 2.0°C, ce sera de la pluie verglaçante

Après, je pense que cette couche peut varier en épaisseur et température, et pourra donner par moment des pluies verglaçantes, puis de la neige, puis de la pluie verglaçante.

Oui d'accord avec cela.

Si on veux faire dans le détail, deux autres paramètres peuvent encore

influencer :

- Intensité des précipitations (On sais que de fortes précipitations peuvent avoir un effet isothermique remarquable). Une forte averse pourra traverser avec moins de "dommages" une même couche qu'une averse faible, et pourra rester en neige le temps de la forte averse, puis revenir en pluie verglaçante quand les précipitations redeviennent modérées.

On va dans ce cas être obligé de distinguer des cas:

-faibles précipitations

-précipitations modérées

-fortes précipitations

- Vent à l'intérieur de la couche (Brassage de l'air, et donc augmentation / réduction de l'épaisseur de la couche ainsi qu'une augmentation de la vitesse de la pluie).

Ah oui c'est sur que là, ca risque d'être plus dur mais si ça joue un rôle minime, on pourra le négliger.

Je dirais plutôt qu'en réalité ce n'est pas aussi linéaire que ton dessin, même si pour la compréhension le schéma est clair, mais qu'il s'agit plutôt de bulles aux formes exotiques qui se modifient, s'agrandissent, diminuent.

Oui c'est vrai, je pense que tu as raison mais de toute façon la réalité n'a pas vraiment d'importance ici puisqu'il s'agit de calculer l'épaisseur de la zone rouge en fonction des données d'un modèle (on utilise souvent les coupes verticales GFS) et généralement le modèle "lisse" les informations et on retrouve souvent sur les coupes verticales un profil qui ressemble un peu à mon schéma grossier et pas à la réalité.

[Météo78]

En moyenne lors de précipitations faibles à modérées, les flocons peuvent parcourir 200 à 300m dans une couche d'air à température positive (sur 200m la température ne va pas monter à +10° à l'intérieur non plus).

Donc en général toujours, si la couche d'air positive fait plus de 200/300m, il y aura disparition des beaux flocons "en plume d'oie" comme on dit. Pour confirmer, si tu habites à 200m d'altitude, il faut au maximum un iso 0° aux alentours de 500m pour voir la neige tomber.

On notera également que moins la couche est épaisse, moins les flocons sont agglomérés et donc moins ils sont gros.

Ceci est valable pour des conditions de base.

Après, si les précipitations sont fortes ou durables, l'isothermie peut entrer en jeu. Idem pour la vitesse du vent. Ceci se détermine grâce aux modèles.

[ribi]

Effectivement c'est un problème compliqué qui pourra donner en fonction de l'épaisseur des couches des résultats très différents : neige (collante ou poudreuse), neige roulée, granules de glace, pluie (verglaçante ou non)...

Sans compter la température du sol : s'il tombe quelques gouttes d'eau (même non surfondue) sur un sol gelé, on peut avoir une belle patinoire...

[Thomas_35]

En moyenne lors de précipitations faibles à modérées, les flocons peuvent parcourir 200 à 300m dans une couche d'air à température positive (sur 200m la température ne va pas monter à +10° à l'intérieur non plus).

Donc en général toujours, si la couche d'air positive fait plus de 200/300m, il y aura disparition des beaux flocons "en plume d'oie" comme on dit. Pour confirmer, si tu habites à 200m d'altitude, il faut au maximum un iso 0° aux alentours de 500m pour voir la neige tomber.

Ah oui d'accord mais comment sais-tu cela ? C'est une observation ?

[Cotissois 31]

Avec l'observation, je serais tenté de dire la même chose, mais ça ne répond pas à la question sur un cas idéalisé, donc ça dépend ce que tu veux savoir Thomas.

[Thomas_35]

Pour les 200/300m, c'est pour une température moyenne de 2°C ?

Avec l'observation, je serais tenté de dire la même chose, mais ça ne répond pas à la question sur un cas idéalisé, donc ça dépend ce que tu veux savoir Thomas.

Disons que ça serait bien de le démontrer ^^ parce que l'observation c'est bien mais c'est pas très rigoureux et peut être qu'on pourrait obtenir un résultat un peu plus précis.Ensuite, "la règle des 200/300 m" ne s'applique qu'à une petite partie des cas. Comment ça se passe pour les autres ?

[Thomas_35]

Pas d'autres réponses ?

[Invité Guest]

Cela ne peut pas se démontrer simplement. Ce sont des problèmes de transferts de chaleurs très complexe, qui dépendent de tellement de paramètres (taille et forme des flocons, vitesse de chute, température de la couche d'air), que les règles empiriques sont bien plus utiles.

[Thomas_35]

Cela ne peut pas se démontrer simplement. Ce sont des problèmes de transferts de chaleurs très complexe, qui dépendent de tellement de paramètres (taille et forme des flocons, vitesse de chute, température de la couche d'air), que les règles empiriques sont bien plus utiles.

Ah oui d'accord merci.

Par ailleurs, je vois que depuis la nouvelle version d'IC que nous pouvons avoir accès à la température à 10 cm du sol.

Actuellement par exemple elle est négative sur beaucoup de villes, si cela venait à persister au moment des précipitations, aurions nous de la pluie verglaçante alors que la température sous abris est positive ?

[Invité Guest]

Probablement pas. Une pluie verglaçante se caractérise par le fait que l'eau est en surfusion, et donc gèle au moindre contact avec un objet. Si l'objet est suffisament froid, dans l'absolu, il pourrait refroidir suffisament l'eau de pluie et provoquait son gal, mais dans la vie réel si un objet a une température de surface négative, il y a plus de chance que ce soit la pluie qui le réchauffe que l'objet qui refroidisse la pluie /emoticons/happy@2x.png 2x" width="20" height="20">