Théories de la formation des précipitations (Coalescence de collision et théorie de Bergeron Findeisen)
La Coalescence de collision et la théorie de Bergeron Findeisen tentent d’expliquer comment les gouttelettes d’eau, lorsqu’elles se forment dans le nuage, tombent au sol sous forme de précipitations. Pour que la pluie tombe, 3 choses sont nécessaires:
- Mécanisme de soulèvement qui soulève les colis d’air.
- Noyaux de condensation où la vapeur d’eau s’accumule pour former de minuscules gouttelettes
- and et le processus de coalescence de Collision ou de Findeisen de Bergeron qui fait tomber les gouttelettes sous forme de pluie.
Coalescence de collision
Cette théorie explique que les gouttelettes d’eau grandes et petites dans un nuage entrent en collision chacune causée par des courants convectionnels dans le nuage. Les petites gouttelettes initiales ne sont pas larguées mais maintenues en suspension dans le nuage jusqu’à ce qu’elles soient suffisamment grandes pour être larguées.
Lorsque d’autres grosses gouttelettes d’eau (qui sont encore en suspension dans le nuage) entrent en collision avec de petites gouttelettes d’eau, elles fusionnent (se rejoignent) et deviennent plus grosses. Finalement, ils deviennent plus gros qu’ils ne peuvent plus être suspendus dans le nuage et tombent.
En tombant, les grosses gouttelettes sont déchirées par des courants convectionnels et le frottement de l’air qui les désintègre en nouvelles gouttelettes qui tombent sous forme de précipitations.
La coalescence de collision s’applique principalement aux nuages convectifs chauds dans les zones tropicales.
Processus de coalescence de collision
Animation montrant le processus de coalescence de collision
Théorie de Bergeron Findeisen
Notes
L’eau surfondue est une eau très froide (sous le point de congélation), mais toujours à l’état liquide. Il existe probablement dans le nuage lorsque les gouttelettes sont trop petites pour être larguées ou qu’il n’y a pas de noyaux de glace. Les cristaux de glace se forment en hauteur dans le nuage où les températures sont basses (- 40oC) étant donné la présence de noyaux de glace. Les noyaux de glace sont de minuscules particules autour desquelles des gouttelettes s’accumulent pour former des cristaux de glace.
Également connu sous le nom de WBS d’après sa découverte par Alfred Wegener, modifié par Tor Bergeron puis finalement entièrement élaboré par Walter Findeisen.
Ce processus se produit lorsque de l’eau surfondue et des cristaux de glace existent ensemble. Les surfaces d’eau en surfusion ont une pression de vapeur élevée (pression générée par la vapeur d’eau sur un plan d’eau ou de l’air) par rapport aux surfaces de glace. La vapeur d’eau autour des cristaux de glace n’a pas le temps de se condenser et va donc directement au dépôt (solide).
La vapeur d’eau passe de la pression de vapeur élevée (eau surfondue) et se dépose dans les cristaux de glace où ils gèlent et fusionnent avec d’autres cristaux de glace. Les cristaux de glace deviennent lourds donc tombent, où en tombant subissent des températures chaudes et fondent sous forme de précipitations.
Ce processus se produit principalement dans les cumulonimbus imposants où les cristaux de glace sont principalement situés autour de l’enclume (partie supérieure des cumulonimbus) en raison de températures très basses et dans les régions tempérées et de latitude moyenne où les températures sont basses.
Cependant, cette théorie ne s’applique pas aux zones tropicales où la pluie peut se former dans des nuages de bas niveau sans cristaux de glace. Une autre hypothèse est que le processus de coalescence de collision peut avoir lieu sur les gouttelettes fondues et que la pluie tombe ensuite au sol. Le Processus Bergeron
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