Presque tout le monde a déjà aimé regarder la neige tomber, ou du moins en rêve s'ils n'en ont jamais fait l'expérience. Dans les films d'animation comme dans les films en prises de vues réelles, elle a toujours évoqué des sentiments de chez soi, de froid, d'hiver, de Noël, etc. Observer les flocons de neige tomber par la fenêtre est un véritable spectacle.
Mais savons-nous ce que sont les flocons de neige, comment ils se forment et quels sont les différents types de flocons de neige qui existent ?
Qu'est-ce qu'un flocon de neige et comment se forme-t-il?
Les flocons de neige sont des agrégats de nombreux cristaux de glace qui se forment dans les nuages à haute altitude et par très basses températures. Pour que ces cristaux se forment, une gouttelette d'eau doit d'abord geler autour d'une particule en suspension à l'intérieur du nuage. Ces particules, comme la poussière ou le pollen, sont appelées noyaux de condensation . Lorsque l'eau gèle à l'intérieur du nuage, elle prend la forme d'un prisme hexagonal. Pour que la gouttelette prenne cette forme, la température du nuage doit atteindre au moins -12 ou -13 °C. Cela permet aux autres gouttelettes d'eau d'entourer le cristal et de se condenser à sa surface.
À mesure que les gouttelettes restantes se fixent progressivement au cristal de glace, celui-ci se déplace à travers le reste du nuage. Les gouttelettes d'eau qui rejoignent le cristal le font par ses bords, car ce sont les parties les plus saillantes. C'est pourquoi les angles s'élargissent et commencent à former des « bras » appelés dendrites. Ce processus de formation, appelé ramification, confère aux flocons de neige leurs formes complexes.
Enfin, le flocon de neige se déplacera le long du nuage jusqu'à ce qu'il tombe sous son propre poids.
Types de flocons de neige
Les types de flocons de neige et de ramifications prismatiques dépendent des conditions environnementales de leur formation, telles que la température, la pression atmosphérique, la quantité d'eau, le nombre de particules en suspension, etc. C'est pourquoi, lors d'une chute de neige, on peut observer de nombreux types de flocons différents, en raison de la variété des conditions de formation. Si ce sujet vous intéresse, vous pouvez consulter des informations intéressantes sur la neige.
Pour souligner davantage l'importance de ce fait, en 1988, une équipe de chercheurs du Wisconsin a démontré que la croissance d'un cristal de glace dépend d'un si grand nombre de facteurs irréguliers qu'il est extrêmement improbable que deux flocons de neige identiques existent dans la nature. Cependant, ils sont également parvenus à recréer en laboratoire des conditions environnementales si similaires qu'ils ont pu fabriquer deux flocons de neige parfaitement identiques.
Ensuite, nous allons examiner les types les plus courants de formations de cristaux de glace dans la nature:
Prismes simples
Ces types de prismes sont les flocons de neige les plus élémentaires. Sa forme peut varier de longs prismes hexagonaux à quelques fines plaques hexagonales. La taille de ces prismes est si petite qu'il est très difficile de les voir à l'œil nu.
Lames étoilées
Ils sont les plus utilisés pour dessiner et représenter le flocon de neige classique. Ce sont des cristaux de glace laminés à six bras suffisamment larges pour former une étoile. Normalement, nous constatons qu'ils ont les bords des branches décorés de marques symétriques qui les rendent plus spéciaux.
Dendrites stellaires
Le terme dendrite désigne la forme d'un arbre, c'est-à-dire des formes ramifiées de cristaux de glace. C'est pourquoi les dendrites stellaires sont le type de flocon de neige qui a 6 branches principales et plusieurs types de branches secondaires. Ces flocons de neige sont plus gros que les précédents et peuvent être vus à l'œil nu.
Colonnes et aiguilles creuses
Les flocons hexagonaux présentent parfois des extrémités plus coniques, ce qui leur donne l'apparence de colonnes creuses. Ils sont si petits qu'ils sont presque invisibles à l'œil nu. Ces flocons se forment à des températures avoisinant les -5 °C. Pour en savoir plus sur les différents types de neige, vous pouvez consulter l'article sur les différences entre la grêle et la neige.
Cristaux triangulaires
Si les cristaux de glace se développent à une température de seulement -2 ° C, ils prennent généralement des formes triangulaires plutôt qu'hexagonales. Ce processus se produit généralement très rarement.
Rosette de balle
Ce type de flocon de neige se forme dans des situations dans lesquelles, à mesure que le cristal de glace se forme, plusieurs se forment et se développent dans des orientations aléatoires. Lorsque les différents cristaux formés en même temps deviennent des colonnes, on les appelle une rosette à balle. Ils sont appelés ainsi parce que lorsque les cristaux tombent et se brisent, des cristaux de glace individuels en forme de balle se forment.
Neige artificielle
Dans les zones touristiques, des machines produisent de la neige artificielle pour aider les skieurs à entretenir les pistes et éviter le manque de neige. Cependant, les flocons de neige ainsi formés sont très différents de ceux issus de processus naturels. Ils n'ont pas de formes géométriques. Pour en savoir plus sur la neige et ses caractéristiques, consultez la page « Qu'est-ce que la neige ? »
Quelle est la taille moyenne des flocons de neige et qu'est-ce qui détermine leur taille?
Les flocons de neige mesurent généralement environ un centimètre de diamètre, mais cela dépend des conditions de leur formation. Leur diamètre peut varier de 1 à 8 ou 10 centimètres. À titre d'information, le plus gros flocon de neige jamais enregistré a été observé près de Fort Keogh, dans le Montana, en janvier 1887 ; il mesurait environ 38 centimètres de diamètre . Pour plus d'informations sur le manque de neige et ses causes, vous pouvez consulter notre article sur les causes du manque de neige.
La structure du flocon de neige est déterminée par la température et l'humidité de l'air qu'il traverse lorsque le flocon de neige tombe au sol. Afin de classer tous les types de flocons de neige en fonction de la température de l'air, ces conditions ont été simulées en laboratoire pour pouvoir savoir comment elles influencent:
- Entre 0 ° et -4 ° C de fines plaques hexagonales et des étoiles sont produites
- Des aiguilles de -4 ° à -6 ° sont produites
- Des colonnes creuses entre -6 ° et -10 ° C sont produites
- Les plaques sont produites entre -10 ° et -12 ° C
- Des dendrites entre -12 ° et -16 ° C sont produites
- À partir de -16 ° C, des combinaisons de plaques et de colonnes sont produites
L'une des caractéristiques les plus frappantes des flocons de neige, tant pour les humains que pour les scientifiques, est leur symétrie. En mathématiques, un objet symétrique est un objet parfait. Cela s'applique aux flocons de neige car, lorsque les gouttelettes d'eau fusionnent et se condensent le long des branches du cristal de glace, se formant simultanément et dans les mêmes conditions environnementales, elles se développent de manière symétrique. Cependant, il nous est sans doute difficile de nous en rendre compte, car lorsque les flocons de neige tombent sur Terre, ils arrivent brisés, fragmentés ou agglomérés.
Pourquoi les flocons de neige ont-ils l'air blancs?
Nombre d'entre nous se sont sans doute déjà posé la question : pourquoi les flocons de neige, composés d'eau et de glace, apparaissent-ils blancs ? En réalité, pris individuellement, les flocons de neige sont transparents, surtout au microscope. Cependant, lorsqu'ils s'empilent, ils apparaissent blancs car la lumière se réfléchit sur les multiples surfaces des cristaux de glace et se diffuse uniformément en toutes ses couleurs spectrales. La lumière blanche étant composée de toutes les couleurs du spectre visible, nos yeux perçoivent les flocons de neige comme blancs. Pour en savoir plus, vous pouvez consulter l'article « Pourquoi la neige est blanche ».
Curiosité des flocons de neige
Pour la petite histoire, je vais vous parler du bruit que font les flocons de neige en tombant. Si vous avez déjà regardé la neige tomber et que vous vous êtes arrêté pour écouter le bruit des flocons, vous aurez remarqué leur silence. Pourquoi les flocons de neige ne font-ils aucun bruit en tombant, même si certains mesurent environ 8 centimètres de diamètre ?
En tombant et en s'accumulant au sol, les flocons de neige emprisonnent de l'air entre leurs cristaux. Cette accumulation absorbe une grande partie des vibrations produites par leur chute , les rendant ainsi plus silencieuses. On dit qu'une couche de neige accumulée d'environ 2 centimètres d'épaisseur peut atténuer l'acoustique d'un paysage. Toutefois, il convient de noter qu'à mesure que la neige durcit et se compacte, elle perd progressivement ses propriétés d'absorption acoustique.
