Formation de la neige et métamorphoses
Fiche de révision · 10 min · 3 questions au format de l'examen
L'essentiel
- Dans le nuage, l'eau reste surtout liquide entre 0 et -12 °C : c'est la surfusion1. Sous -12 °C naissent des germes de glace hexagonaux1, qui grossissent par effet Bergeron2.
- La forme du cristal dépend surtout de la température du nuage : aiguilles ou colonnes, plaquettes, étoiles1, 2.
- En neige sèche, le gradient décide : sous 0,05 °C/cm, des grains fins ; de 0,05 à 0,2 °C/cm, des faces planes1 ; au-delà de ce seuil indicatif, des faces planes puis des gobelets1, dans une neige légère seulement1, 4.
- Une neige humide est toujours à 0 °C1. La fonte donne des grains ronds, vite et sans retour1 ; elle seule fait évoluer des gobelets1.
- Le frittage des grains fins est souvent solide, mais il favorise la propagation des cassures1. Faces planes et gobelets ne sont pas soudés1 ; enfouie sous une plaque épaisse, une couche de gobelets peut rester instable jusqu'au printemps5, 6.
Dans le nuage, la naissance d'un cristal
Remets les étapes dans l'ordre, de la vapeur au cristal.
Remets les étapes dans l'ordre, puis vérifie.
- 1.Germe de glace
- 2.Gouttelettes surfondues
- 3.Effet Bergeron
- 4.Vapeur et noyaux
- 5.Forme finale
Pendant la chute, le vent et la température
| Conditions | Pendant la chute | Au sol |
|---|---|---|
| Vent fort | Le vent fort brise les cristaux en particules d'autant plus petites qu'il souffle fort1. | Les particules brisées se soudent vite par des ponts de glace : la neige peut être très compacte et cohésive1. |
| Sans vent, sous -5 °C | Les flocons se transforment peu en tombant1. | La neige déposée est peu dense1. |
| Vers 0 °C | Vers 0 °C, les cristaux se modifient déjà en tombant1. | La neige déposée peut être dense, de l'ordre de 150 à 200 kg/m³, valeur indicative1. |
La neige roulée se forme dans des nuages turbulents, où des gouttelettes surfondues gèlent sur les cristaux1. Ce givrage est intense dans les nuages très turbulents (cumulus, cumulonimbus), et la neige roulée tombe le plus souvent en averse1.
Au sol, la famille des grains
Au sol, le vent et le poids de la neige cassent d'abord les cristaux1. Ils deviennent des particules reconnaissables, dont la forme rappelle encore le cristal1. Toute métamorphose de la neige fraîche passe par ce stade, parfois brièvement1.
Les grains à la loupe
Choisis un élément à gauche, puis celui qui lui correspond à droite.
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Cristaux et grains à identifier
Image 1 sur 2
Neige sèche, le gradient décide
Une neige à température négative est toujours sèche1. Plus la neige est proche de 0 °C, plus elle se transforme vite1.
Sous gradient, les grains chauds du bas émettent de la vapeur qui se condense sur les grains plus froids : la glace migre de grain à grain, vers le haut1. La valeur du gradient vertical dans la couche fixe laquelle des trois métamorphoses de neige sèche se produit1.
Métamorphose selon le gradient
Gradient moyen et fort n'agissent que sur une neige légère, sous 300 à 350 kg/m³ environ, valeur indicative : au-delà, plus de gobelets1.
La fonte, et ce qui ne revient pas
Une neige humide est à 0 °C1. La métamorphose de fonte y change tout type de neige en grains ronds, vite et sans retour1.
Grains fins et faces planes passent de l'un à l'autre : sous faible gradient, les faces planes redeviennent des grains fins1. Le passage aux gobelets est irréversible, et seule la fonte fait évoluer des gobelets, en grains ronds1.
La classification internationale précise qu'en neige sèche, quand le gradient faiblit, des gobelets peuvent très lentement s'émousser, tout en restant des gobelets3.
Ce qui tient les grains ensemble
La cohésion de feutrage, par imbrication des dendrites de la neige fraîche et des particules reconnaissables, est faible et disparaît vite dès qu'une métamorphose commence1.
La cohésion de frittage soude grains fins et particules reconnaissables par des ponts de glace1. Elle est souvent élevée et durable, mais favorise la propagation des cassures1.
La cohésion capillaire, une pellicule d'eau autour des grains ronds humides, est assez bonne avec peu d'eau liquide, mauvaise sinon1.
La cohésion de regel naît quand l'eau de la neige gèle et soude les grains : elle est élevée, voire très élevée1.
Les pièges du QCM
- FAUX« Dans un nuage, l'eau gèle dès que la température passe sous 0 °C. »Entre 0 et -12 °C, l'eau du nuage reste surtout liquide : c'est la surfusion1.
- FAUX« Quand le gradient faiblit, les gobelets redeviennent des grains fins. »Seule la fonte fait évoluer des gobelets, en grains ronds1. Ce sont les faces planes qui redeviennent des grains fins1.
- FAUX« Plus il fait froid dans le manteau, plus les métamorphoses vont vite. »C'est l'inverse : plus la neige est proche de 0 °C, plus elle se transforme vite1.
- FAUX« La neige roulée se transforme vite une fois au sol. »La neige roulée se transforme peu dans le manteau, et ses grains sphériques sans cohésion forment des plans de glissement favorables aux avalanches1.
- FAUX« Une couche de gobelets ne reste jamais instable plus de quelques jours. »Gobelets et faces planes forment des couches fragiles persistantes, qui peuvent produire des avalanches pendant des jours, des semaines, voire des mois5.
Chiffres clés
Teste-toi
Comme à l'examen : quatre propositions, une ou deux justes. La question n'est validée que si tu coches toutes les bonnes réponses, et seulement elles.
Questions d'entraînement publiques, corrigées dans ton navigateur.
Notions voisines
Sources
- Météo-France, Centre d'Études de la Neige (Université Européenne d'Été Risknat 2010, OSUG), Rappels de nivologie (nouvel onglet), D. Goetz, UEE-2010, module 2
- Météo-France, Les cristaux de neige (nouvel onglet)
- UNESCO-IHP / International Association of Cryospheric Sciences (IACS), The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (nouvel onglet), Fierz et al. 2009, IHP-VII Technical Documents in Hydrology n° 83, IACS Contribution n° 1
- Journal of Glaciology (Centre d'Études de la Neige), An experimental study of temperature-gradient metamorphism (nouvel onglet), D. Marbouty, J. Glaciol. 26(94), 1980, doi:10.3189/S0022143000010844
- Colorado Avalanche Information Center (CAIC), Persistent Slab (nouvel onglet)
- Colorado Avalanche Information Center (CAIC), Deep Persistent Slab (nouvel onglet)