MÉTROLOGIE

Caractéristiques

Le p. provient de la condensation de la vapeur d’eau contenue dans l’atmosphère terrestre autour des noyaux de condensation constitués de granules de poussière, d’ions ou de particules de substances hygroscopiques (chlorures, composés d’azote et de soufre, cristaux de glace, etc.). Pour produire une chute efficace de p. au sol, il est nécessaire que les gouttelettes qui composent les nuages augmentent en volume, et donc en poids, de sorte que la force de gravité soit supérieure aux forces ascendantes agissant dans le nuage ; il est également nécessaire que les gouttelettes ne s’évaporent pas complètement dans le milieu insaturé existant sous la base du nuage. On peut calculer que pour dépasser quelques centaines de mètres sans évaporation, les gouttelettes doivent avoir un diamètre initial d’au moins 0,2 mm. Les processus qui conduisent à la formation et à la croissance des gouttelettes (➔ nuage) dépendent étroitement de divers phénomènes, dont le plus important est le mouvement vertical de l’air dans le nuage ; c’est ce mouvement qui détermine la quantité d’eau disponible, par le refroidissement plus ou moins rapide dû à l’expansion adiabatique de l’air. On peut démontrer que la condensation seule n’est pas suffisante pour former des gouttelettes suffisamment volumineuses et lourdes ; les deux processus par lesquels la formation du p. est expliquée sont le mécanisme de Bergeron, et le mécanisme de la coalescence.

Le mécanisme de Bergeron suppose l’existence d’une glace cristalline bien formée dans le nuage, c’est-à-dire des températures inférieures à environ -10 °C ; dans cette condition, en plus des cristaux de glace, il y a aussi un grand nombre de gouttelettes d’eau surfondues. Comme la pression de vapeur saturée par rapport à la glace est inférieure à celle de l’eau à la même température, la vapeur d’eau a tendance à se sublimer sur les cristaux de glace plus rapidement et en plus grande quantité qu’elle ne se condense sur les gouttelettes d’eau, de sorte que les cristaux de glace augmentent en volume, souvent au détriment de ceux qui, étant dans un environnement toujours moins saturé, ont tendance à s’évaporer. Lorsqu’ils sont devenus suffisamment volumineux et lourds, les cristaux de glace tombent (fig. 1), fondent en gouttes dans les régions inférieures plus chaudes du nuage et grossissent davantage par coalescence avec les petites gouttelettes.