Les précipitations ...

Grenoble sous la pluie


Les précipitations

Les précipitations, c'est ce qui tombe du ciel : la pluie, la neige, le grésil, la grêle, l'eau boueuse chargée de poussière sahariennes des « pluies de sang », les pollens des « pluies de souffre », les grenouilles aspirées dans une mare par une trombe et rejetées plus loin... La liste serait longue.

Pour qu'on passe de la condensation à la précipitation, il faut qu'il y ait ascendance de l'air. C'est une notion capitale en la matière, trop souvent négligée dans les ouvrages élémentaires où l'on n'évoque que le refroidissement de l'air humide, sans mentionner le processus. Or, de tous les processus amenant la condensation (contact avec un substratum froid, rayonnement, mélange avec un air froid), seul l'ascendance peut engendrer la pluie ou toute autre précipitation. L'aspect paradoxal du phénomène est que le mouvement déterminant est de bas en haut et le mouvement déterminé de haut en bas ! Il est facile de résoudre cette contradiction. En effet, pour que les fines gouttelettes en suspension dans un nuage puissent tomber, malgré le courant ascendant qui existe dans le nuage et qui l'engendre, il faut qu'elles soient assez lourdes. IL faut aussi que, traversant la base du nuage, elles ne s'évaporent pas avant de toucher le sol, auquel cas on aurait des précipitations avortées donnant, sous les cumulus, les gracieuses écharpes grises des virgas.

Le mécanisme de la pluie, c'est celui du grossissement des gouttes, sur lequel physiciens et météorologues s'interrogent encore. Il semble que plusieurs processus soient en jeu : la coalescence par simple attraction et par choc dans une turbulence désordonnée, les rencontres au cours des mouvements verticaux, le phénomène de la paroi froide, bien visible sur les couches concentriques des grêlons, la vapeur se condensant sur les gouttelettes un peu volumineuse, et même, de préférence, sur les cristaux de glace des nuages froids. Ainsi, plus le temps de nourrissement des particules est long, plus elles sont volumineuses. Or, cette durée dépend de deux facteurs : la hauteur du nuage qui allonge le trajet et la vitesse de l'ascendance. En effet, plus l'ascendance est rapide, plus elle est capable, comme le jet d'eau de la baraque foraine de tir le fait avec une balle, de maintenir en l'air de grosses gouttes. Mais quand elles commenceront à tomber, elles ne cesseront pas pour autant de grossir car leur descente freinée sera d'abord lente, leur laissant le temps de s'enfler encore.

Les types de précipitations résultent des caractères des ascendances et, secondairement, de la température de l'air sous les nuages. Les fortes ascendances sous des cumulus de plusieurs km de hauteur engendrent de violentes averses avec de grosses gouttes et même des grêlons si la tête du cumulus dépasse largement l'isotherme 0°. Les ascendances lentes, obliques, ne donnent que des pluies fines : bruine ou crachin, la portance de l'air étant très faible. L'abondance de la précipitation dépend donc largement de l'instabilité de l'air et, comme celle-ci est toujours plus forte dans l'air à très forte humidité absolue qui lui-même ne peut-être qu'un air très chaud, on comprend pourquoi il pleut beaucoup plus dans les pays tropicaux que dans les pays tempérés et pourquoi, dans les climats polaires, les précipitations sont presque toujours inférieures à 300 mm par an et pourquoi on n'y observe jamais de violentes averses.

Si l'on ajoute que la tropopause tropicale est souvent à 15 ou 18 km d'altitude et que les ascendances peuvent s'étirer tout à leur aise au-dessous, on explique les intensités fabuleuses par les pluies dans les cyclones tropicaux : 1 870 mm en 24 heures à Cilaos dans l'île de la Réunion le 17 mars 1952.

Quant à la neige, elle peut être engendrée n'importe quand ; tout dépend de l'altitude. Il n'y a pas de perturbations à neige, contrairement à ce qui s'écrit parfois, mais une altitude au-dessus de laquelle, selon les saisons et selon les masses d'air en jeu, la précipitation ne se fait plus sous forme de pluie. Au sommet de mont Blanc, pratiquement toutes les perturbations et toutes les masses d'air apportent de la neige ; à mesure qu'on descend, cette proportion diminue.

En conclusion, on retiendra qu'un nuage n'est pas une réserve d'eau, un sac qui crève et qui se vide, mais une « usine à condensation et précipitation ». L'air humide transparent y pénètre et s'y débarrasse de sa vapeur. Plus la « machine » à condenser et précipiter aspire vite et beaucoup, plus l'intensité de la pluie est grande. Les averses violentes sont donc accompagnées de vents furieux et dévastateurs, même s'ils sont localisés à la périphérie d'un cumulus d'orage.

Georges Viers ; Éléments de climatologie, 1994