Formation de la précipitation

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1 Formation de la précipitation
Nuage chaud Surfondu Nuage froid Mixte Glacé

2 Nuage froid croissance des cristaux
Croissance/ décroissance par diffusion Condensation solide / sublimation Croissance par collection Collection de gouttes surfondues (givrage) Agrégation de particules solides

3 Effet de Bergeron Régions tempérées Croissance par diffusion:
Dans un nuage mixte, c ’est-à-dire, formé par des gouttelettes d ’eau surfondue et des cristaux de glace, l ’air est près de la saturation par rapport à l ’eau liquide et sursaturé par rapport à la glace. Par conséquent les cristaux de glace grandissent par évaporation des gouttelettes. Cependant, l ’expression analytique de la diffusion de la vapeur vers les cristaux est plus complexe à cause de la forme des cristaux de glace que n ’on pas de symétrie sphérique. Régions tempérées

4 Nuage froid mixte croissance par diffusion
n(r) r

5 Nuage froid mixte croissance par diffusion
La croissance par diffusion, en régime permanent, est atteinte quand il s ’établit un équilibre entre la chaleur dégagée due à la condensation solide et la chaleur diffusée vers l ’environnement. Où C est fonction de la forme du cristal

6 Nuage froid mixte : valeurs de C
b prisme a b prisme D=2r plaquette neige roulée

7 Nuage froid mixte croissance par diffusion
Normalisant le taux de croissance nous obtenons une fonction indépendante de la forme que nous donne la fonction de croissance en fonction de la température et de la pression. Des cristaux de glace grossissant par déposition de vapeur dans un nuage mixte auront une croissance maximale aux températures proches de -14 °C à la pression de 100kPa. Au four et à mesure que les cristaux grandissent leur forme commence à jouer un rôle important dans le taux de croissance On peut voir que la température à laquelle le taux de croissance est maximum dépend de la pression.

8 Formes des cristaux croissance Lat. Princ. Lateral Principal dendrite
(from KCY) Croissance des coins plaquette Lateral colonne

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11 Formes et modes de croissance

12 Nuage froid mixte croissance par collection
Le traitement de la croissance des cristaux par collection est assez similaire à celui des goutte liquides. Agrégation : collection d ’un petit cristal par un plus grand (flocons de neige) Interaction entre les particules de glace et les autres particules du nuage congélation : collection d ’un petit cristal par une goutte d ’eau plus grand givrage : collection de petites gouttes par un cristal plus grand (neige roulé)

13 Vitesse terminale des cristaux
D est le diamètre Types de cristaux de neige k(cm0.69 s-1) Colonnes prismatiques 234 Dendrites givrées 221 Dendrites ( T + 0 ° C ) 203 Dendrites ( T < 0 °C ) 160 Nakaya et Terada,1953

14 Équation de croissance
Équation de croissance d ’un cristal de glace par collection de gouttelettes d ’eau surfondue dans un nuage de contenu en eau liquide, wl :