Que peut nous apprendre un flocon de neige sur les conditions de ski ?

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Il existe plusieurs types de neige.  Certaines sont légères, d’autres plus lourdes. Qu’est-ce qui contrôle le type neige sur lequel que nous skions ? Existe-t-il un flocon de neige parfait ? A quoi ressemble vraiment la neige ?

Comment se forment les flocons de neige ?

Plus précisément, la neige est créée en convertissant l’humidité en flocons de neige. La vapeur d’eau est en fait invisible, et elle est tout autour de nous. Les nuages cumuliformes (développement verticaux) sont constitués de minuscules gouttes d’eau liquide, tandis que les nuages stratiformes (développement horizontaux) sont constitués de minuscules cristaux de glace. Pour que la neige se forme, la vapeur d’eau et les minuscules gouttelettes d’eau liquide dans les nuages sont transformées en flocons de neige, puis ces derniers tombent au sol. Malgré le fait que tous les flocons forment une forme hexagonale, aucun d’entre eux ne se ressemblent exactement.

Les flocons de neige intéressent les scientifiques qui souhaitent non seulement comprendre leur formation, mais également découvrir comment les cristaux pourraient être utilisés dans différentes applications, telles que le silicium et les semi-conducteurs. L’étude des flocons de neige relève de la cristallographie – l’exploration des structures cristallines – qui permet aux chimistes de déterminer l’arrangement des atomes dans les solides

L’humidité est l’ingrédient le plus important

 Il est évident que l’humidité est un ingrédient nécessaire à ce processus, mais pourquoi la portance est-elle importante ? Parce que l’air ascendant se dilate. En effet, la pression diminue à mesure qu’on monte vers le ciel et qu’on s’éloigne du sol. L’air en expansion se refroidit, et ce refroidissement aide à condenser la vapeur d’eau en gouttes d’eau liquide et en flocons de neige

Les différents types de flocons de neige 

Ce contexte explique comment les flocons de neige sont créés, mais il n’explique pas pourquoi il existe différents types de flocons de neige et comment ils créent différents types de neige. Pour cela, nous devons être plus précis. Sur la base du diagramme du flocon de neige, différentes combinaisons de température et d’humidité produisent différents types de flocons de neige.

La neige la plus lourde et la plus épaisse est souvent produite par des dendrites formées à des températures plus chaudes entre environ 0 et -3°C, avec une bonne quantité d’humidité dans l’air (l’humidité est indiquée par l’axe y ou l’axe gauche). Lorsque les températures sont très, très froides, le peu d’humidité dans l’air a tendance à produire de petites plaques ou colonnes (côté droit de l’image). Vous reconnaîtrez ces flocons de neige dans la vraie vie comme de minuscules gouttes qui s’accumulent très, très lentement. Il existe 35 types de flocons de neige, qui peuvent être divisés en 121 sous-types. Des formes de flocons de neige plus simples, telles que des germes de cristaux de glace, sont plus courantes à faible humidité, tandis que des flocons plus complexes, tels que des cristaux plans, se forment dans des zones à forte humidité.

Les types de flocons de neige
Source photo : Intra Science

Les nivologues classent les cristaux de neige et les grains de neige en 6 catégories. Ils appellent un « cristal » seulement les cristaux de neige fraîche. Les 5 autres catégories sont appelées grains de neige en raison de leur forme. Ils représentent différentes étapes de l’évolution de la neige au sol : particules reconnaissables, grains fins, grains à faces planes, gobelets et grains ronds.

Chaque catégorie possède des propriétés morphologiques et des caractéristiques physiques spécifiques, que nous décrirons brièvement ci-dessous :

Classification des cristaux et grains de neige

Les cristaux de neige fraîche 

Celui-ci est le type de neige qui n’a subi aucune transformation.  Il est présent sur le sol sous la même forme qu’il avait autrefois formé, dans les nuages. On peut l’observer à des températures négatives, sans vent. Sa structure reste hexagonale mais la forme peut être altérée. Les cristaux de neige fraîche sont réunis en 10 grandes familles dont les plus populaires sont les étoiles, les plaquettes et les aiguilles ou colonnes, qui forment la base de toutes les autres formes. 

Les cristaux de neige fraîche
©️ Shutterstock : Macro photo d’un cristal de neige fraiche

Les particules reconnaissables 

Ce sont des particules faciles à reconnaître, comme provenant d’un certain type de cristal. Généralement, ce sont des étoiles de neige fraîche, auxquelles il manque deux ou trois branches et dont la forme est moins homogène. Ils présentent une certaine cohésion de feutrage. Certaines de ces particules présentent également des bords arrondis, reliés par de petits ponts de neige qui offrent une faible cohésion, appelés « frittage ». 

Les grains fins 

Les grains fins sont de petites particules plutôt sphériques, de moins de 0,5 mm de diamètre. Ceux-ci sont reliés par de nombreux ponts de neige, dans les soi-disant «points de contact» et c’est le type de neige que l’on peut trouver dans les corniches et les congères. C’est le type de neige qui est facile à couper en blocs ou en formes.

Les grains à face plane

 Les grains anguleux sont plats mais avec des angles marqués également. Ces grains forment une neige moins cohésive car il n’y a pas de ponts de neige entre les grains. En ramassant une poignée de neige formée par ces grains, celle-ci aura l’aspect de détergent en poudre ou de sucre et se « coulera » tout simplement entre nos doigts. 

Les gobelets

 Les gobelets sont aussi des grains anguleux, mesurant quelques millimètres. Ils sont de forme pyramidale, striés, généralement creux. Mécaniquement, ils se comporteront comme les grains à face plane, facilitant le glissement des couches de neige supérieures. 

Les grains ronds 

Les grains ronds sont généralement sphériques, nets et mesurent quelques millimètres de diamètre. Ils forment la neige mouillée, car ils retiennent l’eau (en différentes quantités) dans l’espace entre les grains. Si l’eau présente dans ces espaces reste en petite quantité, les grains de neige vont tenter de se coller les uns aux autres. C’est ce qu’on appelle la cohésion capillaire. Au contraire, si la quantité d’eau entre les grains de neige augmente, la cohésion diminue et la neige devient comme une « soupe ». Si cette eau gèle, la neige transformée devient très dure et souvent glissante. C’est la forme la plus résistante de la cohésion de la neige, ce que nous appelons et n’aimons pas skier : la croûte de regel.

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