Comment la pluie tombe-t-elle des nuages ​​?

S'il peut être tentant de dire que la pluie vient des nuages, vous pouvez aussi dire que la pluie ce sont les nuages, abandonnant leur rêve d'être de la vapeur d'eau et de retomber sur Terre, où ils commencent leur voyage à travers le cycle des précipitations de nouveau. Si vous voulez mieux comprendre pourquoi la pluie tombe des nuages, commencez par ce cycle de précipitations, le mécanisme par lequel l'eau passe de la Terre à l'atmosphère et vice-versa.

La quantité d'eau disponible sur Terre ne change jamais. Mais son état (liquide ou gaz/vapeur) le fait, et tout cela grâce à l'énergie thermique du soleil. Lorsque l'eau liquide est chauffée par le soleil, elle reçoit suffisamment d'énergie pour briser ses molécules et se transformer en vapeur d'eau.

Plus l'air est chaud, plus il peut contenir de vapeur d'eau. Cet air chaud et saturé d'humidité monte, avec la vapeur d'eau qu'il contient, et à mesure qu'il monte, il se refroidit. Une fois que l'air s'est refroidi au-delà du "point de rosée", il se condense autour des "noyaux de condensation", qui sont généralement de minuscules particules de poussière, de fumée ou même de sel en suspension dans l'air. (Si vous avez déjà regardé à travers un rayon de soleil et vu des particules de poussière danser dans l'air, c'est un excellent visuel.)

Les minuscules gouttelettes d'eau qui se forment initialement sont ce que vous voyez comme des nuages ​​- et si vous portez une attention particulière aux nuages ​​dans le ciel, vous verrez qu'ils rétrécissent et grandissent constamment en réponse aux forces en guerre de l'évaporation et condensation.

• Le point de rosée est la température à laquelle il y a plus de condensation que d'évaporation dans l'air, et ainsi la vapeur d'eau commence à se condenser et à fusionner en gouttelettes d'eau qui peuvent tomber sous forme de pluie. Le point de rosée peut varier entre les années 30 (Fahrenheit) et, en de rares occasions, les années 80. Voir Ressources pour une discussion plus longue sur le point de rosée par rapport à l'humidité moyenne.

La vapeur d'eau qui s'est condensée en minuscules gouttelettes et en nuages ​​​​formés est en passe de devenir de la pluie, mais elle n'est pas encore là. Pour l'instant, les gouttelettes d'eau sont si petites que les courants d'air les maintiennent en l'air, tout comme les particules de poussière tourbillonnantes peuvent rester dans l'air. Mais alors que ces gouttelettes continuent de s'élever, portées par des masses d'air chaud montantes, elles ont deux voies pour revenir sur Terre.

Le premier est lorsque les gouttelettes d'eau entrent en collision et fusionnent avec d'autres gouttelettes, devenant finalement plus lourdes que le soulèvement de l'air autour d'elles, à quel point elles tombent à travers le nuage. Ou, grâce à ce qu'on appelle le processus Bergeron-Findeisen-Wegener, le processus de précipitation de la glace ou simplement le processus Bergeron, les gouttelettes montent haut assez pour geler en cristaux de glace, attirant plus de vapeur d'eau et se développant rapidement jusqu'à ce qu'ils soient assez lourds pour tomber sous forme de neige ou fondre et tomber comme pluie.

• Le saviez-vous? Les gouttelettes d'eau qui tombent des nuages ​​- en d'autres termes, la pluie - ont moins la forme d'un égouttement d'un robinet que d'une petite boule. À mesure qu'ils grossissent, ils sont affectés par la résistance de l'air et commencent à ressembler davantage à un pain à hamburger ou à un haricot; et s'ils deviennent assez gros, ils se briseront en fait en gouttelettes plus petites.

Une fois qu'une goutte d'eau fait le saut du nuage vers la Terre, elle arrive avec l'éclaboussure sans cérémonie d'une goutte de pluie. D'habitude. Mais selon les conditions atmosphériques, il peut aussi arriver sous forme de pluie verglaçante, de grésil (grésil mélangé à de la pluie ou de la neige), de la grêle ou bien sûr de la neige.

Vous pouvez également voir de nombreux types de pluie différents, comme peuvent vous le dire tous ceux qui connaissent les brumes persistantes de l'Irlande ou les pluies torrentielles des tropiques. La forme que prend la pluie est affectée non seulement par les conditions atmosphériques comme la température de l'air, mais aussi par les reliefs. Par exemple, les zones côtières vallonnées sont souvent plus humides que les zones côtières plates, car à mesure que l'air humide de l'océan monte pour traverser les collines, il se condense suffisamment pour que la pluie tombe.

Certaines des pluies les plus spectaculaires peuvent se produire lorsque des fronts météorologiques ou des masses d'air chaud et froid entrent en collision. Lorsque cela se produit, la masse d'air chaud – et l'eau qu'elle transporte – s'élève au-dessus de l'air du front froid. À mesure que tout cet air chaud monte, il se refroidit suffisamment pour que la vapeur d'eau se condense et tombe dans ce qui peut devenir une pluie abondante et intense. Lorsque les conditions sont correctes, cela peut également être le mécanisme qui déclenche un orage estival.

• Les orages sont causés par des masses d'air chaud qui s'élèvent, que ce soit à la suite de la collision de fronts météorologiques, de la topographie montagneuse ou des courants ascendants d'air chaud causés par le soleil. S'il y a suffisamment d'air chaud et ascendant pour continuer à alimenter le nuage en énergie, la combinaison de la chaleur ascendante, l'air humide et l'air sec et frais descendant vers le bas créent le cycle ascendant et descendant de l'air qui forme une cellule orageuse.

Comme vous le savez déjà, les précipitations peuvent tomber sur Terre de plusieurs manières – et des mots comme « brouillard », « brume », « brine » ou « rafale » ne sont pas seulement descriptifs, ils ont également définitions scientifiques de la taille des gouttelettes d'eau, de la vitesse de leur chute, des pouces de précipitation par heure et de leur densité ou du nombre de gouttelettes dans un pied carré. Des précipitations les plus légères aux plus fortes, ces termes sont :

• Brouillard
  
• Brume
  
• Bruine
  
• Pluie légère
• Pluie modérée
• Forte pluie
• Pluie excessive
• Trombe

Ainsi, lorsque votre sympathique météorologue dit qu'il pleut des chats et des chiens là-bas, il embellit un peu - mais s'ils disent que vous pouvez vous attendre à une "pluie excessive", ils font en fait une étude scientifique déclaration.

C'est une question compliquée. Voici un fait impressionnant: selon l'étude géologique des États-Unis, suffisamment de pluie tombe sur la zone continentale des États-Unis pour couvrir la terre de 30 pouces d'eau.

Cela dit, les régimes de précipitations varient énormément d'une année à l'autre et entre les zones géographiques. Par exemple, selon le U.S. Geological Survey, le record du plus grand nombre de pluies en un an est détenu par la ville de Cherrapunji, en Inde, qui a reçu 905 pouces (plus de 75 pieds) de pluie en 1861. Le record des précipitations annuelles moyennes les plus élevées appartient au mont. Waialeale, Hawaii, qui enregistre en moyenne environ 450 pouces de précipitations chaque année.

Les extrêmes opposés existent aussi: toujours selon l'étude géologique des États-Unis, une période sans pluie à Arica, au Chili, a duré 14 ans. Cela fait plus de 5 000 jours secs, ce qui fait qu'une sécheresse de 767 jours à Bagdad, en Californie, au début des années 1910, semble presque douce.

Dans cet esprit, vous ne serez peut-être pas surpris de savoir que certaines parties de l'Amérique du Sud (en particulier au Chili) et certaines parties de la Californie sont officiellement des déserts. Mais saviez-vous que de grandes étendues de terre au-dessus du cercle polaire arctique sont également surnommées des déserts en raison de leurs faibles précipitations? Il s'agit notamment de vastes étendues du Groenland, du Canada et de la Sibérie. Une grande partie de l'Antarctique est également considérée comme un désert.

Comment vos modèles de pluie locaux se mesurent-ils? Voir Ressources pour une carte des précipitations moyennes aux États-Unis.