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Vos questions sur la Physique
Pourquoi lors de la formation de grêle , le futur grêlon va-t-il se recouvrir d'une couche de glace transparente lorsqu'il se trouve dans la partie basse et humide du nuage et d'une couche de glace opaque lorsque qu'il se trouve dans la partie très froide et "haute" ?
Les cristaux de glace deviennent de la « neige roulée », du grésil ou des grêlons par accrétion de gouttelettes d’eau surfondue. C’est-à-dire que les gouttelettes viennent se coller au cristal et se congèlent. La glace produite par ce phénomène est opaque si la congélation est rapide et elle est transparente si la congélation est lente. En effet, si la congélation est rapide, l’air dissous dans l’eau n’a pas le temps de s’échapper vers l’extérieur et forme des bulles nombreuses qui diffusent la lumière. Cette explication est extraite du livre : « Combien pèse un nuage ? » de Jean-Pierre Chalon, édité par EDP Sciences en 2002.
Vivant en Pologne, j'ai assisté en hiver à un phénomène étrange : il neigeait mais il n'y avait pas de nuages dans le ciel. Comment est-ce possible ?
Vous avez certainement vu ce qu’on appelle « poudrin de glace ». Il s’agit de très petits cristaux de glace se formant par temps très froid, par humidification d’un air sec et stable. Ils sont en quasi-suspension dans l’atmosphère. Il s’agit en général de plaquettes qui scintillent au soleil.
Pourquoi les nuages restent-ils en suspension en l'air au lieu de tomber ?
Les nuages ne sont pas des objets matériels qui flotteraient dans l’atmosphère. Un nuage est un domaine de l’espace traversé de bas en haut par un courant d’air ascendant. Les gouttelettes se fabriquent à sa base, s’élèvent et s’évaporent au sommet. Pour plus de détails voir le livre de J-P Chalon « Combien pèse un nuage, ou pourquoi les nuages ne tombent pas ».
On m'a assuré que l'air se réchauffe uniquement parce qu'il contient des gaz à effet de serre (CO2, vapeur d'eau, méthane, etc) et que, sans ces gaz, il resterait froid. Est-ce vrai?
Oui et non ! Dans la plus grande partie de l’atmosphère, oxygène et azote n’absorbent effectivement ni le rayonnement solaire, ni le rayonnement terrestre. C’est seulement à très haute altitude que O2 et N2 sont dissociés par l’ultraviolet solaire. Cependant la quantité d’énergie concernée est suffisamment faible pour être négligée au premier ordre et on peut donc dire que seuls les GES sont responsables de l’échauffement radiatif de l’atmosphère.
Mais le rayonnement n’est pas la seule source de chaleur. L’atmosphère reçoit une quantité d’énergie à peu près égale à l’échauffement radiatif sous forme de chaleur sensible et chaleur latente (conduction, convection et évaporation/condensation) à partir de la surface terrestre.
Quelle est la forme des gouttes de pluie ?
Les gouttes de pluie ne ressemblent pas à leur représentation traditionnelle en forme de larme profilée avec une queue pointue. Les plus petites (moins de 1mm de diamètre) sont tout simplement sphériques. Plus grosses elles ont tendance à s’aplatir au cours de leur chute. Si elles grossissent jusque vers 4mm, la forme devient plus compliquée jusqu’à ce que la goutte se casse.