Formation de la précipitationFormation de la précipitation

Nuage chaudNuage chaud

Nuage froidNuage froid

Surfondu

Mixte

Glacé

Nuage froidNuage froidcroissance des cristauxcroissance des cristaux

Croissance/ décroissance par diffusion

Croissance par collection

Condensation solide / sublimation

Collection de gouttes surfondues (givrage)Agrégation de particules solides

( )se T( )sie T

T

Effet de BergeronEffet de Bergeron

) (( )ss iee T T

Régions tempérées

Nuage froid mixteNuage froid mixtecroissance par diffusioncroissance par diffusion

n(r)

r

4 ( )v vsdm CDdt

Nuage froid mixteNuage froid mixtecroissance par diffusioncroissance par diffusion

La croissance par diffusion, en régime permanent, est atteinte quand il s ’établit un équilibre entre la chaleur dégagée due à la condensationsolide et la chaleur diffusée vers l ’environnement.

4 ( )s sdml CK T Tdt

2

2

4 1

( )

i

v s

si v

C SdmR T ldt

e T D KR T

4 ( )v vsdm CDdt

Où C est fonction de la forme du cristal

Nuage froid mixte : Nuage froid mixte : valeurs de Cvaleurs de C

prisme

prisme

plaquette

neige roulée

2 2

2 2

ln

a bCa a b

b

2 2

2

2arcsin 1

a bCba

a

b

ab

D=2r2rC

C r

Nuage froid mixteNuage froid mixtecroissance par diffusioncroissance par diffusion

Normalisant le taux de croissance nous obtenons une fonction indépendante de la forme que nous donne la fonction de croissanceen fonction de la température et de la pression.

11

4 ,iSdm

C dt f T p

On peut voir que la température à laquelle le taux de croissance est maximum dépend de la pression.

(from KCY)

plaquette

dendrite

Formes des cristauxFormes des cristaux

colonne

Lat. Princ. Lateral Principal

Croissancedes coins

Lateralcroissance

http://www.lpsi.barc.usda.gov/emusnow/

Formes et modes de croissanceFormes et modes de croissance

Nuage froid mixteNuage froid mixtecroissance par collectioncroissance par collection

Le traitement de la croissance des cristaux par collectionest assez similaire à celui des goutte liquides.

Interaction entre lesparticules de glace etles autres particules du nuage

Agrégation : collection d ’un petit cristal par un plus grand (flocons de neige)

congélation : collection d ’un petit cristal par une goutte d ’eau plus grand

givrage : collection de petites gouttes par un cristal plus grand (neige roulé)

Vitesse terminale des cristauxVitesse terminale des cristaux

Nakaya et Terada,1953

nu kD

0.31nD est le diamètre

Types de cristaux de neige k(cm0.69 s-1)

Colonnes prismatiques 234

Dendrites givrées 221

Dendrites ( T + 0 ° C ) 203

Dendrites ( T < 0 °C ) 160

Équation de croissance Équation de croissance

2l

dm Ew r u Rdt

Équation de croissance d ’un cristal de glace parcollection de gouttelettes d ’eau surfondue dans un nuage de contenu en eau liquide, wl :

Certains grêlons sont constitués de lobes très prononcés. Le développement de ces lobespeuvent être des régions ayant une forte efficacité de collection des gouttelettes.