Pluie et noyau de condensation

[geoman]

Bonjour

Même si j'ai une petite idée tres générale du "comment il se forme de la pluie", je souhaiterais entrer encore plus dans les détails, en particulier sur le sujet des noyaux de condensation.

Déjà, Peut il pleuvoir sans la présence de noyau de condensation en altitude?

Quelles sont les situations synoptiques favorisant l'apport de noyaux de condensation?

J'attend vos réponses en vous remerciant.

[Damien49]

Déjà, Peut il pleuvoir sans la présence de noyau de condensation en altitude?

Sans noyau de condensation les gouttelettes resteraient microscopiques. Il ne peut y avoir de nuage et donc de pluie sans noyau de condensation.

Le processus de grossissement des goutelletes est amorcé par des noyaux de condensation par le phénomène de coalescence et la théorie de Bergeron.

Quelles sont les situations synoptiques favorisant l'apport de noyaux de condensation?

Il y en a partout et dans toute l'atmosphère. L'air est chargé de noyau de condensation. Plus on se rapproche du sol, plus il y en a. J'imagine que des situations particulières sont capables de provoquer encore plus de noyau de condensation que la normale (tempête de sable, pollinisation du printemps, volcanisme......).

[geoman]

Sans noyau de condensation les gouttelettes resteraient microscopiques. Il ne peut y avoir de nuage et donc de pluie sans noyau de condensation.

Le processus de grossissement des goutelletes est amorcé par des noyaux de condensation par le phénomène de coalescence et la théorie de Bergeron.

Il y en a partout et dans toute l'atmosphère. L'air est chargé de noyau de condensation. Plus on se rapproche du sol, plus il y en a. J'imagine que des situations particulières sont capables de provoquer encore plus de noyau de condensation que la normale (tempête de sable, pollinisation du printemps, volcanisme......).

Merci pour la réponse.

Je sais en tout cas que lors d'épisodes méditerranéen les sables venus du sahara agissent comme des noyaux de condensation efficace. Reste à savoir si ceux ci ont une réelle influence sur les précipitations.

[John]

pourtant lors des tempêtes sahariennes qui soufflent ensuite au large sur l'atlantique, le sable devient un facteur inhibant pour la formation des tempêtes tropicales. Donc il faut des noyaux de condensations d'une taille spécifique, et en nombre spécifique aussi je pense non?

[Damien49]

Déjà je pense pas que ce sont les noyaux de condensations qui sont responsable de plus de pluie ou pas.

Parce que si y'a plein des noyau de condensation mais pas de condensation initiale, ca change rien. Pis des noyaux y'en a partout. Alors un peu plus ou un peu moins. C'est pas ça qui changera grand chose.

A mon avis. Demande confirmation bien sûr.

[Météofun]

Déjà, pour une description globale du phénomène, js avais fait un trés bon rappel de base dans /index.php?showtopic=16237'>ce sujet.

Concernant les questions qui sont soulevées, il faut prendre en compte plusieurs aspects. Il a des noyaux de condensations et des noyaux de congélation, qui sont deux phénomènes distincts.

Les noyaux de condensations sont nécéssaires pour condenser les gouttes de pluies. La condensation spontanée n'étant pas très efficace et de toute les façon, il y a presque toujours assez de noyaux pour la condensation. Plus les noyaux de condensations "efficaces", c'est-à-dire pas trop petits, sont nombreux, plus le nombre de gouttelette est important, ce qui se fait au détriment de leur taille et n'est donc pas favorable aux précipitations. Les nuages de masses d'air continentales, et de surcroit urbaines, plus poussiéreuses, peuvent contenir 5 fois plus de gouttelettes (et parfois même plus) que les nuages de masse d'air océanique (extrapolation du classique pour approfondir le sujet de Jean-Pierre Chalon : "Combien pèse un nuage ?"). Bilan (un peu surprenant au premier abord) : les masses d'air maritimes et polaire sont plus intéressantes à ce niveau. Mais il ne faut pas oublier que la quantité d'humidité et la dynamique verticale sont bien plus importantes pour les précipitations et que l'effet Bergeron est bien plus important pour les précipitations.

La situation est différente pour les noyaux de congélation. Cette dernière est plus capricieuses et nécéssite des noyaux de structures particuliéres (auquel la structure de la glace peut se racrocher) pour une congélation à une température faiblement négative. La condensation spontanée des gouttelettes d'eau pure n'intervient qu'à partir de -40°C. Entre temps, de plus en plus de noyaux sont compatible : plus la température baisse, plus la "qualité" des noyaux peut baisser. Cette rareté des noyaux de congélation efficaces à température pas trop négatives permet au phénomène de Bergeron de se mettre en place avec la co-existance de cristaux de glace et de gouttelettes d'eau (maximum d'efficacité pour des températures entre -10°C et -15°C). On voit qu'à ce niveau, il n'y a pas de réponse toute faites : si les noyaux sont un peu rares, le maximum d'efficacité sera à une température un peu plus froide, donc la réponse en terme de précipitation dépendra de la température de la zone élevée du nuage (si elle est plus froide, cela ne change rien, si elle est plus chaude, cela peut avoir une conséquence mais qui dois, je pense, rester très faible).

[Damien49]

Déjà, pour une description globale du phénomène, js avais fait un trés bon rappel de base dans ce sujet.

Ou ici aussi : /index.php?showtopic=6064&st=280'>http://forums.infoclimat.fr/index.php?show...6064&st=280

Sinon je me rend compte que je suis une grosse feignasse à coté de Météofun /emoticons/biggrin@2x.png 2x" width="20" height="20">

[gbl]

Pas mal de renseignements dans ces livres:

Frank ROUX : Les orages ((Payot, 1991, 354 p.)

Jean-Pierre CHALON : Combien pèse un nuage ? (EDP, 2002, 187 p.)

[frc63]

Pas mal de renseignements dans ces livres:

Frank ROUX : Les orages ((Payot, 1991, 354 p.)

Jean-Pierre CHALON : Combien pèse un nuage ? (EDP, 2002, 187 p.)

Et pour ceux que l'anglais ne rebute pas et qui veulent vraiment aller au fond des chose, c'est le Pruppacher et Klett 'Microphysics of clouds and precipitation' qu'il faut lire, c'est la bible . Attention, necessite un bon niveau scientifique.

Joli résumé Météofun.

Cependant, quelques ajustement: dans l'atmosphère terrestre, la nucleation directe de gouttelettes à partir de vapeur d'eau est totalement exclue, car elle necessite une sursaturation énorme, en effet, plus une goutellette est petite, moins la cohésion des molecules d'eau en surface est bonne (cela se comprend aisément, celle si 'touchant' de moins en moins de molécules d'eau plus le rayon de courbure diminue) c'est l'effet Kelvin, l'apparition des goutelettes etant bien représentée par la théorie de Köhler, prenant en compte la taille des aérosols (l'effet Kelvin) et la presence d'aerosols facilitant la condensation (effet Raoult). Köhler présente une courbe (sursaturation en fonction du diam des gouttelette et de la sursaturation), a droite du max de cette courbe la gouttelette grossit (nucleation), à gauche, elle tend à disparaitre.

A+

[sommeteo]

Pour faire simple, petite expérience:

tu mets de l'eau chaude (1/3) dans une bouteille en plastique lisse type cola., tu refermes fermement le bouchon et tu appuies sur la bouteille: pas de "liquéfaction" ou condensation ou très peu.

maintenant tu rouvres la bouteille, et tu allumes une allumette. Tu la souffles et tu la jettes rapidement dans la bouteille, pendant qu'elle fait de la fumée: tu introduis de la fumée - poussière de cendre = noyaux de condensation. Tu refermes fermement et tu recommences une pression sur la bouteille. en relâchant, la bouteille s'emplit d'un magnifique nuage. La condensation peut avoir lieu autour des noyaux introduits.

Expérience spectaculaire qui montre que pour fabriquer des "microgouttes" de pluie, il faut iniitier la condensation sur des noyaux.

Idem pour la neige et la glace: pas de solidification sans noyau ou germe. Prends de l'eau distillée dans un tube à essai super propre. Plonge dans ton tube un capteur de température et le tout dans un mélange réfirgérant à -15°C (glace pilée à 2/3 et 1/3 de gros sel). La température de l'eau distillée diminue mais oh surprise, elle ne congèle pas à 0°C mais en dessous (possibilité d'aller jusque -40°C) car il n'y a pas de germe pour provoquer la solidification. Au final on parle de surfusion, l'eau est dans un état liquide instable et la moindre poussière ou même un choc suffit à congeler l'eau en masse d'un coup...spectaculaire. Application: les pluies verglaçantes en surfusion: liquide avec des températures négatives et dès que la goutte touche le sol, le choc suffit à la transformer immédiatement en glace.

Pour l'ébullition aussi on peut avoir un retard par manque de noyaux. Les bulles ne prennent pas et la vaporisation ne se produit pas. jusqu'à un moment où l'instabilité est telle que le moindre mouvement ou poussière suffit à provoquer une ébullition soudaine et avec une énorme bulle qui fait jaillir l'eau hors du récipient. Application: les geysers quiréagissent brutalement en faisant jaillir brutalement l'eau en état de vaporisation instable...

La nature regorge donc d'exemples prouvant que les changements d'état nécéssitent des noyaux pour se produire. une atmosphère sans poussière du tout aurait du mal à précipiter sous forme de pluie. Un état instable serait atteint et la condensation prendrait d'un coup sous forme violente. les pluies seraient de très forte intensité mais rares j'imagine???

Voili voilou la physique derrière tout ça