Formation de la neige naturelle
La création de la neige naturelle passe par plusieurs étapes clés, tout commence dans les nuages, l'eau est sous forme liquide, même si les températures avoisinent les -10°C (alors qu'elle devrait être à l'état de glace dès 0°C environ). Ce phénomène très fréquent s'appelle la surfusion. Ainsi, l'eau reste liquide et ne se solidifie pas. Pour qu'il y ait congélation des gouttelettes, il doit y avoir présence de noyaux de nucléation, ce sont de toutes petites particules qui peuvent provenir de poussières industrielles, sels marins ou minéraux divers, en l'absence de ces fines particules, l'eau ne se solidifierait qu'à partir de -41°C dans le nuage.
Ces noyaux de nucléation aussi appelés noyaux de congélation vont rompre l'état d'équilibre entre l'air ambiant et l'eau en surfusion. Alors les petites gouttelettes vont se congeler autour des poussières pour former des germes de glace¹. Ces germes sont de minuscules particules de glace hexagonales, qui vont se développer très rapidement et gagner plusieurs millimètres en quelques dizaines de minutes grâce aux vapeurs d'eau qui viennent se rallier autour du germe de glace². Ce dernier après avoir suffisamment grossi donne naissance aux cristaux de neige², sa forme sera déterminée par la température et l'humidité présente dans le nuage, il existe des formes variées mais tous les cristaux de neige ont une structure composée de 6 branches ou six côtés³, comme on peut le voir sur le schéma ci-dessous.
D'autres facteurs entrent en compte pour que la neige commence à tomber :
❅ La température, qui doit être comprise entre -5°C et +1°C.
❅ La pression atmosphérique
Si tous ces facteurs sont réunis alors la neige commencera à se créer sous un nuage cumulonimbus, en effet nous savons que plus l'air est chaud, plus le nuage à tendance à se dilater et donc sa capacité d'accueil de molécule d'eau sera plus grande. Les cristaux de neige auront tendance à se former aux alentours de 1 ou 2 degrés. En tombant, les flocons se cristalliseront en passant la barre du 0 degré ou moins. Les turbulences et l'humidité de l'air vont en partie faire en sorte que les cristaux et les flocons fondent ou se subliment, les flocons alors partiellement liquéfiés peuvent subir une cristallisation brutale qui les transformera alors en grésil qui est une précipitation constituée de pluie totalement gelée.
D'autres facteurs entrent aussi en compte, ce sont ceux-là qui détermineront la qualité de la neige et le type de géométrie des flocons qui peuvent énormément varier mais qui auront toujours une structure parfaite. Le vent par exemple va entrechoquer les cristaux pendant leur chute formant les fameux flocons. Si pendant leur chute, les cristaux rencontrent durablement des plages de températures supérieures à +2°C ils vont fondre, c'est ce qui déterminera la "limite pluie neige" c'est à cette altitude qu'on trouve à la fois de la pluie et de la neige très mouillée.
Croissance et chute des cristaux
Voici différentes formes de cristaux de neige naturelle :
