Pluie verglacante

[Guizou]

Bonjour,

Je suis etudiante en L1 de biochimie. Je dois faire un exposé qui est doit etre en relation avec l'eau, et donc avec mon binome, nous avons choisi "La pluie verglacante".

J'avoue qu'on est vraiment pas calées dans ce domene, cependant nous allons essayer d'y parvenir.

Le probleme, c'est que notre exposé doit etre pluridisciplinaire, et que là, nous constatons que cela porte que sur la physique.

Bref j'aurai voulu savoir si vous aviez des informations sur la formation d'une pluie verglacante ( nous savons que c'est en rapport avec une couche d'air chaud et une couche d'air froid, de phenomene de Bergeron, coalescence et de surfusion)

Et que si vous aviez des idées sur ce que la pluie verglacante aurait comme impact sur d'autre discipline que la physique...

Bref merci!

[Charlot 94]

Salut,

La pluie verglaçante se forme lorsque qu'il neige en haute troposphère et que la température de l'air y est inférieure à à O°C. En descendant par gravité, cette neige va rencontrer une couche d'air dont la température exède au moins 0°C. Elle va donc fondre et se transformer en pluie normale. Si cette pluie formée rencontre à nouveaux une couche d'air située près du sol, assez mince, et dont la t°C est inférieure à 0°C, la pluie va rentrer en surfusion. Lorsqu'elle va toucher le sol ou n'importe quel autre objet, elle va geler immédiatement et former ainsi de la pluie verglaçante.

A noter que la formation de grésil est assez proche de la pluie verglaçante, sauf que les gouttes gèlent avant d'arriver au sol. Elles sont de l'ordre de 1-2 mm.

[Damien49]

La pluie verglacante ce ne sont que des précipitations normales et liquides qui gèle ensuite au sol. C'est tout...

"Pluie verglacante" n'existe pas dans la nomenclature des types de précipitations.

Je vois pas de questions...

[Cotissois 31]

En fait oui, le mécanisme de départ c'est celui de la pluie.

Ca se produit souvent lorsque les terres subissent une masse d'air froide avec gelées en surface, et qu'une pertubation active (avec pluies) de front chaud s'approche : l'air chaud se superpose à l'air de surface froid et au fur et à mesure que l'air chaud gagne du terrain, il arrive un moment où la pellicule d'air froid au sol est trop mince pour que la pluie évolue en neige, du coup ça verglace directement sur le sol.

Il y avait un cas d'école l'hiver dernier en France qui avait valu à Météo-France d'émettre une des plus vigilances les plus étendues depuis que le système de vigilance existe.

Il doit en effet y avoir une histoire de surfusion, puisque la transformation pluie-glace doit nécessiter un noyau solide (le sol c'est bien solide), de la même façon que pour qu'un nuage se forme, il faut des particules solides en suspension. A préciser. Peut-être qu'on peut y trouver un intérêt géochimique ou biochimique sur l'impact des sols sur la transformation pluie-glace ?

[Météo78]

En fait oui, le mécanisme de départ c'est celui de la pluie.

Ca se produit souvent lorsque les terres subissent une masse d'air froide avec gelées en surface, et qu'une pertubation active (avec pluies) de front chaud s'approche : l'air chaud se superpose à l'air de surface froid et au fur et à mesure que l'air chaud gagne du terrain, il arrive un moment où la pellicule d'air froid au sol est trop mince pour que la pluie évolue en neige, du coup ça verglace directement sur le sol.

Il y avait un cas d'école l'hiver dernier en France qui avait valu à Météo-France d'émettre une des plus vigilances les plus étendues depuis que le système de vigilance existe.

Il doit en effet y avoir une histoire de surfusion, puisque la transformation pluie-glace doit nécessiter un noyau solide (le sol c'est bien solide), de la même façon que pour qu'un nuage se forme, il faut des particules solides en suspension. A préciser. Peut-être qu'on peut y trouver un intérêt géochimique ou biochimique sur l'impact des sols sur la transformation pluie-glace ?

la pluie en tombant n'evolue pas en neige quand il y a une couhe de T° négative pres du sol du moins hors de la zone de formation des precipitations et heuresement sinon le 30 decembre 2005 il serait tombé 80cm en IDF

la pluie peut par contre se transformer en billes de glace si la couche d'air froid est encore épaisse

dans les perturbations la pluie verglaçante c'est seulement de la neige qui fond dans une couche d'air doux et qui en arrivant dans la couche d'air froid est dejas autour de 0° quand elle touche un corps solide (sol toit etc) la pluie gèle presque immédiatement mais si l'eau de cette pluie etait vraiment en surfusion elle formerait de la glace directement en arrivant ( vous immaginez la forme des gouttes figées en arrivant par terre ) et il n'y aurait pas de stalatites car pour en former l'eau doit couler...

dans les bruinasses verglaçantes de stratus ce n'est pas pareil l'eau est la en surfusion si la temperature du nuage est négative et si les stratus sont peu épais les gouttelettes de brouillard s'accumulent et n'ont pas le temps de rencontrer des grain de poussières mais puisques c'est rare ces chutes sont mêlées de flocons en formation car les gouttes on gelées avec des pouissières et elles continuent de grossir temps qu'ils sont dans le brouillard par effet de coalescance

[meteo44]

Merci meteo78 je me coucherait moins bete ce soir.

[Guizou]

En fait oui, le mécanisme de départ c'est celui de la pluie.

Ca se produit souvent lorsque les terres subissent une masse d'air froide avec gelées en surface, et qu'une pertubation active (avec pluies) de front chaud s'approche : l'air chaud se superpose à l'air de surface froid et au fur et à mesure que l'air chaud gagne du terrain, il arrive un moment où la pellicule d'air froid au sol est trop mince pour que la pluie évolue en neige, du coup ça verglace directement sur le sol.

Il y avait un cas d'école l'hiver dernier en France qui avait valu à Météo-France d'émettre une des plus vigilances les plus étendues depuis que le système de vigilance existe.

Il doit en effet y avoir une histoire de surfusion, puisque la transformation pluie-glace doit nécessiter un noyau solide (le sol c'est bien solide), de la même façon que pour qu'un nuage se forme, il faut des particules solides en suspension. A préciser. Peut-être qu'on peut y trouver un intérêt géochimique ou biochimique sur l'impact des sols sur la transformation pluie-glace ? /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Merci d'apres vos reponses, on pense avoir saisi la formation de la pluie verglacante.(Condensation, Coalescence, Bergeron et surfusion...)

Donc il me reste, comme tu l'as dit Cotissois22, les interets geochimiques,...etc causées par cette pluie.... /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Cotissois 31]

Ca n'a pas l'air de t'enchanter

Il y a peut être d'autres pistes à explorer, j'oublie peut-être des aspects plus intéressants...

Déjà que j'avais pas bien compris la transformation pluie/neige... Mais par contre l'histoire des "masses d'air" qui se superposent est bien une réalité.

Donc Meteo78, la neige ne peut pas provenir d'une évolution solide de la pluie ? Et si l'épaisseur d'air froid est conséquente en surface, alors la pluie évolue en billes de glace ?...

C'est pas illogique en effet /emoticons/tongue@2x.png 2x" width="20" height="20">

Au fait, ça existe "billes de glace" dans la classification des précipitations ?

[Météo78]

Ca n'a pas l'air de t'enchanter /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Il y a peut être d'autres pistes à explorer, j'oublie peut-être des aspects plus intéressants...

Déjà que j'avais pas bien compris la transformation pluie/neige... Mais par contre l'histoire des "masses d'air" qui se superposent est bien une réalité.

Donc Meteo78, la neige ne peut pas provenir d'une évolution solide de la pluie ? Et si l'épaisseur d'air froid est conséquente en surface, alors la pluie évolue en billes de glace ?...

C'est pas illogique en effet /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

Au fait, ça existe "billes de glace" dans la classification des précipitations ?

sa s'appelle du grésil /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

immagine un seul instant qu'une goutte de pluie se retrecisse pour former des cristaux compliqués et uniques chacuns dentelés ciselés en forme d'exagone ^^ /emoticons/sad@2x.png 2x" width="20" height="20">

la neige c'est des cristaux de glace exagonaux en plaquettes exgonales ou meme en batons exagonales

pour la neige en etoile la T° de la zone nuageuse ou se forment les floncons doit se situer entre -5° et -15°

pour les batons c'est entre -15° et -25/-30 et etc

si on regarde les flocons de plus près en montagne au debut de la saison ils sont en etoiles vers le milieux de l'hiver il sont en batons (quand il fait logiquement plus froid ce qui n'est pas le cas actuellement )

plus flagrant les flocons en etoiles ne tombent que rarement en hiver dans les pays du nord et de l'extrème sud...

pour moi il neige quand le ciel est couvert et que la T° remonte ou stagne et qu'il est rare qu'il neige par -50° dans ces cas là /emoticons/smile@2x.png 2x" width="20" height="20">

en plus si un flocon est dans une couche a -50° en altitude et que la T° monte en descendant le flocon peut se former en plaquette puis en batton puis en etoile mais la forme de l'etoile reprend le dessus rapidement car la T° jusqu'a -15° concerne une grande partie de l'athmosphère ou se forme les nuages (au moins 1/3 a partir du niveau de condensation ou du moment ou la température chute sous -5° DANS LE NUAGE)

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[Damien49]

Au fait, ça existe "billes de glace" dans la classification des précipitations ?

Il en existe plusieurs types en fait.

La neige en grains : Particules de glaces allongés et blanche-opaque. Moins d'1 mm. Ca doit être les bâtonnets de météo38.

Les granules de glace : Particules de glace transparente sphéroide ou irréguliere. 5 mm environ.

La neige roulée : Particules de glace blanche-opaque conique ou arrondies. 5 mm environ.

Le grésil : Particules de glace translucide généralement sphérique et avec parfois des pointes coniques. Peu dépasser largement les 5 mm

_________

Tout dépend donc de la forme, de la taille et de la texture transparente ou non.

Et j'ai pas compté la Grêle dedans.

[Guizou]

Cotissois22>> bien sur que si ca m'enchante! cependant, je n'arrive pas à insérer d'autre matiere que la physique dans mon expo...bref c'est le drame...

[Météofun]

Je me permets de faire quelques précisions sur les différentes précipitations solides issues de transformations un peu particulières que l’on peut trouver ...

En ce qui concerne la pluie verglaçante, c’est essentiellement des cristaux de glace (neige) qui ont fondu dans une couche d’air à température positive, comme la majorité des précipitations non bruineuses qui se produisent sous nos latitudes. Au cours de la chute, la coalescence peut accroître la taille des gouttes. La rencontre en basse couche d’une couche d’air à température négative amène les gouttes d’eau en surfusion. Cela a déjà été dit.

Lorsque les cristaux de neige ont entièrement fondu lorsque la goutte rentre dans la couche négative, il est très rare que la goutte regel. Il y a plusieurs raisons à cela. La première c’est que les températures sont souvent assez faiblement négative et la coche est traversée assez rapidement. A raison de 5m/s, une couche de 1000 m est traversée en 200 s soit un peu plus de 3 minutes, insuffisant pour que l’instabilité de la faible surfusion entrain une congélation de toutes les gouttes. En conclusion, une goutte de pluie en surfusion a toutes les chance de le rester jusqu’au sol.

Effectivement, dans certains cas, on a des granules de glace, ce qui est différent du grésil. Dans ce cas, c’est que les flocons de neige n’ont pas entièrement fondus dans la couche positive, mais en grande partie. Lorsque la goutte, avec encore quelques micro-cristaux, arrive en température négative, elle trouve la en son sein la structure nécessaire à cristallisation. Elle regel. C’est de la glace assez dure si la congélation est totale. C’est un phénomène assez rare car il nécessite une couche « chaude » très bien ajustée (fonte quasi-totale, mais pas totale). Il y en a de beaux exemples le 30 décembre 2005 justement pour reprendre l’exemple de Cotissois. La présence de granule de glace après la neige lors d’un épisode de redoux d’altitude annonce à très brève échéance de la pluie verglaçante. On voit, par exemple à Trappes, que l’on a trois heures de faible neige, puis des granules de glace à 14h et 3h de pluies verglaçante.

Après, et bien différent de ce que l’on a pu voire jusqu’à présent, on a la neige roulée et le grésil. Leur mode de formation est assez similaire, la différence venant principalement de la rapidité de congélation. Il s’agit d’un noyau glacé qui croit par accrétion de gouttelettes en surfusions. Ces dernières congèlent grâce à la présence de la glace qui apporte la structure cristalline nécessaire. Lorsque la congélation est rapide, on a la neige roulée, et lorsque la congélation est plus lente, on a plutôt du grésil. Plus il y a de blanc, plus il y a d’air et plus la congélation est rapide (règle de base plus ou moins générale) et plus la glace est transparente, mois il y a de bulle d’air, ce qui veut généralement dire une congélation plutôt lente.

Pour le grésil, on a une densité finalement asse grande et qui diminue avec la vitesse de congélation. Pour la neige roulée, on a une sorte de mousse à faible densité. Pendant longtemps je me suis demandé d’où ça venait. J’ai trouvée la réponse dans l’excellant « Combien pèse un nuage » de Jean-Pierre Chalon. Je me permets donc de vous remettre une partie de l’explication. L’eau, plus elle est froide, plus elle peut contenir de gaz dissout. Lorsque cette l’eau surfondu gèle d’un coup, il y a libération de chaleur, et donc le gaz dissout est en excédent et cherche à s’échapper. Mais, avec le gel, il n’y arrive pas vraiment et forme cette sorte de mousse.

Généralement la neige roulée s’observe plutôt dans les averses alors que le grésil peut s’observer dans les averses, mais aussi parfois en nuages stratiforme. En effet, dans les averses, les forts mouvements ascendants permettent un refroidissement rapide et une surfusion importante des gouttes et gouttelettes. Il me semble que la rapidité de la situation permet d’atteindre une surfusion importante malgré l’instabilité de cet état. Une surfusion importante permettant la congélation rapide en cas de rencontre avec un noyau glacé, d’où la neige roulée dans cette situation si la situation le permet.

La grêle (du moins pour les gros grêlons) alterne les formations entre congélation rapide à haute altitude et congélation lente à basse altitude. C’est pourquoi on note la présence de plusieurs couches successives dans un grêlon qui a fait plusieurs « boucles » dans le nuage, il s’agit surtout des gros grêlons. Les différences de couleurs sont issues du même principe qu’entre de la neige roulée et du grésil.

Exemples :

http://www.metoffice.gov.uk/education/seco...s/figure_10.jpg

http://content.answers.com/main/content/im...04900FG0010.gif

En ce qui concerne les pluies verglaçantes et la bio, puisque c’est le sujet initial, Guizou tu peux peut peut-être faire un lien avec les agriculteurs qui arrosent leurs cultures lorsqu’il gèle. Le souci pour les cultures, c’est lorsque les bourgeons, les feuilles ou les cultures gèles de l’intérieur. Pour éviter cela, les agriculteurs arrosent les cultures et les vergers. C’est très impressionnant puisque tout est pris dans une gangue de glace, mais la l’intérieur n’est pas geler. En fait, tant qu’il y a de l’eau liquide, la température est proche de 0°C et pas nettement en dessous. La congélation de l’eau libère de l’énergie.

C’est une des méthodes utilisées contre le gel des cultures, mais il y en a d’autres.

C’est un peu tiré par les cheveux, quant même … /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

[Gombervaux]

C’est une des méthodes utilisées contre le gel des cultures, mais il y en a d’autres.

C’est un peu tiré par les cheveux, quant même … /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Une méthode pour éviter la formation de gelée blanche : le brassage de l'air:Dans le bordelais, certains des plus grands crus font stationner leur hélicoptère en fin de nuit au dessus de leurs vignes.

J'espère que leur pinard pue le kérosène après ça

[Damien49]

Oui en Anjou, on a des vergers et notamment des pommiers. Ils utilisent surtout des filets, mais il y a aussi la méthode de vaporisation de bruine (la nuit) très couteuse mais qui marche aussi en période de canicule (donc sécheresse :-(). Sinon j'ai aussi vu l'éolienne à moteur. Très performant, mais très bruyant et très couteux (c plus un très gros ventilateur en fait qu'une éolienne même ^^)

Et merci Meteofun pour toutes ces précisions bien intéréssantes

[Cotissois 31]

Oui, merci pour ces explications détaillées /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

Si je comprends bien, dans des situations très convectives, les giboulées donnent de la neige roulée et non pas du grésil ? Et mieux il vaut se prendre un grêlon blanc que transparent

Pour cet épisode fin décembre 2005 (je ne me rappelais plus la date) , ce qui était remarquable c'est bien que l'advection chaude était énorme en altitude, entraînant un air plus chaud à 1500m qu'en surface malgré les fortes ascendances (le retard de l'iso-0 en surface était à peu près de 200 km sur le nord de la France :

http://www2.wetter3.de/Archiv/2005123012_17.gif

http://www2.wetter3.de/Archiv/2005123012_3.gif

[Météofun]

Oui, merci pour ces explications détaillées

Si je comprends bien, dans des situations très convectives, les giboulées donnent de la neige roulée et non pas du grésil ? Et mieux il vaut se prendre un grêlon blanc que transparent

Pas forcément, la neige roulée a surtout lieu dans les situations très convectives, mais le grésil peut aussi être présent. La neige roulée est quand même assez rare … Et on peut parfois avoir de la neige roulée recouverte par une fine pellicule de glace transparante (type grésil) avec l'accrétion qui a lieu dans les couches plus basses avec une congélation plus lente.Pour la grêle, si tu regarde en l’air, y’a des chance que ça fasse ça , que le grêlon soit blanc ou pas … /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20"> D’ailleurs la plupart des gros grêlons ont une teinte blanche mais présente une couche externe transparente, pas forcément très visible, le blanc étant visible à travers la couche transparente.

Je me souviens qu’une des plus belles chute de neige roulée que j’ai vue, c’était lors de mon stage en entreprise de 4iéme (ça fait quelques années maintenant quand même ...) que j’avais fait à MF au CDM de Trappes (sans blague ! ). C’était au mois de mars lors d’une giboulée en fin de journée sous le soleil. La lumière éclairait les grains épais qui tombaient lentement en magnifiques volutes ! On était sorti dehors et tous les gens du CDM étaient émerveillés. Y’en a un qui a dit « P****n qu’est qu’on a comme chance d’faire c’métier !). Je n’en demandais pas tant pour mon stage de 4ième …

[geoman]

Cotissois22>> bien sur que si ca m'enchante! cependant, je n'arrive pas à insérer d'autre matiere que la physique dans mon expo...bref c'est le drame... /emoticons/wink@2x.png 2x" width="20" height="20">

Oui tu peux insérer d'autres matières, c'est évident.

Les pluies verglacantes sont un phénomène physique certes mais ce n'est que le mécanisme. Elles interviennent plus globalement dans un processus de changement de masse d'air et donc fait intervenir le champ de la métérologie.

Cela peut constituer un commencement d'étude.

Mais on peut aussi s'attacher aux conséquences de ces pluies verglacantes: sur le milieu naturel mais aussi sur le milieu anthropique. De ce fait, tu peux introduire la thématique du risque (et du danger) sur la circulation par exemple. Toujours dans cette idée du risque, tu peuc te poser ces questions: sait on prévoir ces phénomènes?, est il possible d'informer la population?...

Et pourquoi pas essayer d'établir une géographie des risques de pluies verglaçantes: je veux dire par là, pour simplifier, localiser ce phénomène dans le monde (surtout latitudes tempérés et hautes latitudes) et son occurrence.

Voila ce ne sont que quelques pistes à explorer.

[fsd8tr]

Une recherche sur google du genre "tempête de verglas au Canada" se révèle plutôt fructueuse:

Verglas de janvier 1998

Impacts psychosociaux

Rapport de la commission Nicolet

etc....

[sommeteo]

Il me semble qu'en météo on distingue 2 types de pluie verglaçante qui one une origine bien différente:

- les pluies dont vous avez parlé avec superposition d'une couche d'air chaud au*-dessus d'une couche généralement mince d'air plus froid. A noter que la surfusion peut laisser l'eau liquide jusqu'à -40°C et qu'à des températures faiblement négativ, elle n'est pas difficile à observer. Avec mes élèves, on fait tous les ans congeler de l'eau du robinet dans des tubes à essai et plusieurs groupes enregistrent des retards à la solidification si ils n'agitent pas leur eau quand la température approche des 0°C. Il suffit que les tubes à essai soit bien propre. C'est comme si on versait du champagne dans un verre trop propre, il n'y aurait pas de bulles! Pour ma part j'ai rarement observé ce phénomène par chez moi à Abbeville sauf le 30 décembre 2005 qui est une journée très interéssante pour ça. Il a fait -1°C quasiment toute l'après-midi. Il a d'abord commencé par neiger pendant 1/2 h puis billes de glace pendant 1 à 2h puis pluie seule par -1°C ce qui a recouvert le paysage d'une sympathique couche d'environ 1 cm de glace. J'ai fait un petit film ce jour là et un tour dans la campagne avec mes filles car ce phénomène valait le détour. Il valait mieux ne pas utiliser sa voiture ce jour là, et si on voulait le prendre à froid, elle était recouverte d'une épaisse couche de glace empêchant l'ouverture des portes, l'action des essuie-glace etc...

- Plus fréquent finalement, les fausses pluies verglaçantes, la température est positive, il pleut mais les routes, et uniquement ce genre de surface, se recouvrent de glace. pourquoi? Car le gel très fort des jours précédents fait que le bitume (épaisse couche minérale) est à une température négative. Lorsque le redoux intervient, les couches profondes du bitume rayonnent encore du froid qui a un effet plus important que l'air à température positive au dessus. La surface du bitume restant donc à une température inférieure à 0°C pour qq minutes à qq heures, la pluie qui tombe dessus (à une température légèrement positive) a tout le loisirs de recongeler et former de la glace.

Voila ce que j'ai pu observer