PRÉCIPITATIONS, météorologie

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Mécanisme des réactions en chaîne de Langmuir

C'est Irving Langmuir qui, le premier, formula la théorie des processus de capture en chaîne lorsque, dans un nuage, s'amorce une hétérogénéité dans une population de microgouttelettes. En calculant le coefficient de captation sur la trajectoire d'une gouttelette de vitesse de chute notable dans une atmosphère nuageuse, il démontra que les captures par impactions successives pouvaient devenir rapidement significatives et amener la formation de grosses gouttes de pluie. Si l'on tient compte des courants verticaux existant dans les nuages convectifs, le temps de résidence en atmosphère nuageuse d'une goutte de pluie en voie de formation par coalescence devient acceptable. De plus, la rupture des grosses gouttes dynamiquement instables, la reprise de leurs plus gros fragments dans les ascendances et l'action continue du mécanisme de capture par coalescence sur ces fragments produisent une véritable réaction en chaîne, suffisante pour expliquer l'importance des pluies de ce type, alors que les concentrations en noyaux hygroscopiques géants sont a priori notoirement insuffisantes pour justifier l'abondance de ces précipitations.

Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Photographie : Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Photographie

Irving Langmuir (à droite), Prix Nobel de chimie 1932, examine avec E. D. MacArthur une copie de la lampe thermo-ionique inventée par Edison. Plus à droite, on peut voir son tube à haut vide qu'il conçut en 1912 pour ses recherches sur les flux d'électrons, lesquelles eurent de nombreuses... 

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Si les changements d'échelle entre microgouttelettes de nuages ne peuvent intervenir de façon sensible que dans les conditions des mécanismes de Bergeron et de Langmuir, des coalescences en nombre limité peuvent néanmoins se produire sous l'effet des charges et des champs électriques, ou par inertie, lorsque la turbulence atteint une échelle suffisante pour rendre notables les écarts de vitesses relatives entre microgouttelettes voisines, principalement aux frontières des tourbillons.

Les précipitations formées au sein du nuage quittent ce dernier en franchissant le niveau de condensation qui en marque la base. Si elles ne sont pas assez importantes, ou si le degré hygrométrique de l'atmosphère entre le sol et la base du nuage est trop loin de la saturation, ces précipitations peuvent s'évaporer à nouveau avant d [...]


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Précipitations : pluie, neige et grêle

Précipitations : pluie, neige et grêle
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Vitesses de chute des gouttes de pluie

Vitesses de chute des gouttes de pluie
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Irving Langmuir et E. D. MacArthur

Irving Langmuir et E. D. MacArthur
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Léopold FACY, « PRÉCIPITATIONS, météorologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/precipitations-meteorologie/