Nivologie - notions de bases

 




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  • La neige se forme dans l'atmosphère par congélation de la vapeur d'eau contenue dans une masse d'air saturée autour de noyaux de condensation (poussières, particules salines, résidus de combustion, etc.). A température négative, la vapeur d'eau passe directement à l'état solide, et la croissance d'un cristal de neige s'amorce. Lorsque son poids ne lui permet plus de rester en suspension dans le nuage, il tombe vers le sol, et si la température de l'air y est suffisamment basse (inférieure à +3°C environ), on observe alors une chute de neige. Suivant les conditions atmosphériques du moment, la forme et la taille de ce cristal sont très variables. Plusieurs centaines de cristaux ont ainsi été dénombrés et répertoriés selon une classification établie par l'Organisation Mondiale de la Météorologie qui distingue dix variétés de cristaux, dont les types les plus fréquents sont les étoiles, les plaquettes, les colonnes et les aiguilles. Au terme de leur chute, ces cristaux, plus ou moins agglomérés en flocons, participent à la constitution du manteau neigeux. Dès lors, ils subissent en permanence des contraintes mécaniques et des flux énergétiques conduisant à leur métamorphose. La neige se forme dans l'atmosphère par congélation de la vapeur d'eau contenue dans une masse d'air saturée autour de noyaux de condensation (poussières, particules salines, résidus de combustion, etc.). A température négative, la vapeur d'eau passe directement à l'état solide, et la croissance d'un cristal de neige s'amorce. Lorsque son poids ne lui permet plus de rester en suspension dans le nuage, il tombe vers le sol, et si la température de l'air y est suffisamment basse (inférieure à +3°C environ), on observe alors une chute de neige. Suivant les conditions atmosphériques du moment, la forme et la taille de ce cristal sont très variables. Plusieurs centaines de cristaux ont ainsi été dénombrés et répertoriés selon une classification établie par l'Organisation Mondiale de la Météorologie qui distingue dix variétés de cristaux, dont les types les plus fréquents sont les étoiles, les plaquettes, les colonnes et les aiguilles. Au terme de leur chute, ces cristaux, plus ou moins agglomérés en flocons, participent à la constitution du manteau neigeux. Dès lors, ils subissent en permanence des contraintes mécaniques et des flux énergétiques conduisant à leur métamorphose. a neige se forme dans l'atmosphère par congélation de la vapeur d'eau contenue dans une masse d'air saturée autour de noyaux de condensation (poussières, particules salines, résidus de combustion, etc.). A température négative, la vapeur d'eau passe directement à l'état solide, et la croissance d'un cristal de neige s'amorce. Lorsque son poids ne lui permet plus de rester en suspension dans le nuage, il tombe vers le sol, et si la température de l'air y est suffisamment basse (inférieure à +3°C environ), on observe alors une chute de neige. Suivant les conditions atmosphériques du moment, la forme et la taille de ce cristal sont très variables. Plusieurs centaines de cristaux ont ainsi été dénombrés et répertoriés selon une classification établie par l'Organisation Mondiale de la Météorologie qui distingue dix variétés de cristaux, dont les types les plus fréquents sont les étoiles, les plaquettes, les colonnes et les aiguilles. Au terme de leur chute, ces cristaux, plus ou moins agglomérés en flocons, participent à la constitution du manteau neigeux. Dès lors, ils subissent en permanence des contraintes mécaniques et des flux énergétiques conduisant à leur métamorphose.

Pour en savoir un peu plus ..
Cristaux Nivologie - Comprendre la neige
 
  • Métamorphose de faible gradient, moyen à fort gradient et fonte.
    • La métamorphose de faible gradient s'observe lorsque les variations de température au sein de la couche de neige sont faibles. Elle s'amorce par la destruction des dendrites, fines ramifications des cristaux, et se poursuit par des transferts de matière, par sublimation/congélation, des convexités vers les concavités des cristaux, dûs à des déséquilibres de tension de vapeur saturante. Les cristaux s'arrondissent, leur taille se réduit et se calibre, et leur nombreux points de contact favorisent la formation de ponts de glace qui les soudent les uns aux autres (phénomène de frittage). Cette métamorphose aboutit ainsi à la densification et à l'augmentation de la cohésion de la couche de neige (au détriment de sa plasticité). 
      Les grains constituant ces couches sont appelés grains fins. C'est la neige typique des plaques dures, une neige qui a une bonne cohésion. Celle avec laquelle ont peut faire des blocs pour l'igloo. On retrouve ce type de grain dans les couches de neige issues du transport par le vent (donc dans les plaques à vent, les corniches, les congères, etc.).
    • La métamorphose de moyen à fort gradient se déclenche lorsque le gradient thermique vertical affectant la couche de neige atteint ou dépasse 20°C/mètre environ, et se montre d'autant plus active que la couche de neige est poreuse. Dans ces conditions, on assiste encore à des transferts de matière par sublimation/congélation, mais cette fois-ci suivant un axe privilégié : la verticale, et dans le sens du bas vers le haut. Ces transferts génèrent des grains particuliers : les grains à faces planes, puis les "gobelets", pouvant atteindre des tailles respectables (plusieurs millimètres), formant des strates de faible cohésion.
      Transfert de matière du grain inférieur au grain supérieur. 
      Quand le gradient est compris entre 5 et 20°C/m, il est dit moyen. Formation de grains à faces planes.
      Gradient supérieur à 20°C/m : fort, formation de gobelets.
      Pratiquement, on obtient des couches sans aucune cohésion (comparable à du sucre ou du gros sel). Inoffensives lorsqu'elles sont en surface du manteau neigeux (même agréables à skier pour le face plane), elles deviennent dangereuses une fois enfouie sous une autre couche (schématiquement, c'est un roulement à bille).
      Conditions de formation de ce type de grain : période froide et sèche sur une plus ou moins longue période et couche de faible épaisseur. En gros ce sont les conditions de début de saison : les premières chutes de neige (faible épaisseur) de novembre, décembre sont suivies d'une période anticyclonique froide. Surtout dans les faces Nord.
      Particularité : une couche de gobelet n'est pas modifiée (et donc conserve toutes ses caractéristiques) tant qu'il n'y a pas d'eau liquide dans le manteau neigeux (redoux ou pluie). Donc on peut retrouver ce type de couche dans le manteau tout au long de l'hiver, avec les conséquences avalancheuses que cela peut supposer (quoique enfouis profondément, une telle couche peut devenir inoffensive).
    • Enfin, la métamorphose de fonte est consécutive à l'apparition d'eau liquide au sein du manteau neigeux, traduisant une fusion partielle des grains de neige. Elle accompagne les épisodes de redoux prolongés ou de pluie. Elle conduit à la formation d'agglomérats de plus en plus gros de grains ronds, liés plus ou moins fortement par cohésion de regel ou cohésion capillaire, suivant les températures qui règnent dans la couche de neige. Au-delà d'un certain seuil de rétention, l'eau liquide percole vers la base du manteau neigeux, dont la fonte est alors rapide. Au cours de l'hiver, ces différentes métamorphoses se succèdent au gré des conditions météorologiques. Le manteau neigeux peut donc être un empilage de strates nombreuses aux caractéristiques de cristallographie, de cohésion, de densité, de teneur en eau liquide très différentes.
      Pratiquement, c'est la neige des névés, de printemps, après la pluie. Béton le matin (la célèbre croûte de regel), bonne à skier quand le soleil commence à faire fondre les 3 premiers centimètres, soupe à midi et dangereuses plus tard (coulées de printemps ou grosses avalanches de fonte).
    • On pourrait ajouter deux formes de cristaux dont il faut se méfier : la neige roulée (ou grésil) et le givre de surface (cristal particulier, puisqu'il ne naît pas dans un nuage mais pousse comme de l'herbe !)
      La neige roulée, ce sont des cristaux de neige givrés. Sur un cristal initial, des microgoutellettes d'eau viennent se congeler directement. On obtient un cristal en forme de boule de mimosa, le grésil qui vous cingle le visage et rebondit sur vos vêtements.
      Une couche de grésil enfouie sous une nouvelle couche de neige, c'est aussi un roulement à bille, tout bon pour les avalanches. Donc il faudra se méfier les jours consécutifs à ce type de chute. D'autant plus qu'eux aussi ne se transforment que sous l'effet de l'eau liquide (vers le grain rond).
      Le givre de surface : paillettes de surface ou grosses feuilles de givre, se forme quand les nuits et les jours ont été clairs et froids, aux alentours de plans d'eau, cours d'eau, marais, etc. Plan de glissement idéal pour les couches supérieures !