Neiger

La neige comprend des cristaux de glace individuels qui se développent en suspension dans l’atmosphère – généralement dans les nuages ​​- puis tombent, s’accumulant sur le sol où ils subissent d’autres changements. ^[2] Il se compose d’eau cristalline gelée tout au long de son cycle de vie, à partir du moment où, dans des conditions appropriées, les cristaux de glace se forment dans l’atmosphère, atteignent une taille millimétrique, précipitent et s’accumulent sur les surfaces, puis se métamorphosent sur place, et finalement fondent, glissent ou sublimer loin.

Neiger
Train norvégien labourant à travers la neige soufflée
Propriétés physiques
Densité (ρ)	0,1–0,8 g/cm 3
Propriétés mécaniques
Résistance à la traction (σ t )	1,5 à 3,5 kPa [1]
Résistance à la compression (σ c )	3–7 MPa [1]
Propriétés thermiques
Température de fusion (T m )	0 °C
Conductivité thermique (k) Pour des densités de 0,1 à 0,5 g/cm 3	0,05–0,7 W/(K·m)
Propriétés électriques
Constante diélectrique (ε r ) Pour neige sèche densité 0,1 à 0,9 g/cm 3	1–3.2
Les propriétés physiques de la neige varient considérablement d’un événement à l’autre, d’un échantillon à l’autre et dans le temps.

Les tempêtes de neige s’organisent et se développent en se nourrissant des sources d’humidité atmosphérique et d’air froid. Les flocons de neige nucléent autour des particules dans l’atmosphère en attirant des gouttelettes d’eau surfondues, qui gèlent en cristaux de forme hexagonale. Les flocons de neige prennent une variété de formes, parmi lesquelles les plaquettes, les aiguilles, les colonnes et le Givre . Au fur et à mesure que la neige s’accumule dans un manteau neigeux , elle peut souffler en congères. Au fil du temps, la neige accumulée se métamorphose, par frittage , sublimation et gel-dégel . Là où le climat est assez froid pour une accumulation d’année en année, un glacierpeuvent se former. Sinon, la neige fond généralement de façon saisonnière, provoquant un ruissellement dans les ruisseaux et les rivières et rechargeant les eaux souterraines .

Les principales zones sujettes à la neige comprennent les régions polaires , la moitié la plus septentrionale de l’ hémisphère nord et les régions montagneuses du monde entier avec une humidité suffisante et des températures froides. Dans l’ hémisphère sud , la neige est principalement confinée aux zones montagneuses, à l’exception de l’Antarctique . ^[3]

La neige affecte des activités humaines telles que le transport : créant le besoin de garder les routes, les ailes et les fenêtres dégagées ; agriculture : fournir de l’eau aux cultures et protéger le bétail ; sports tels que le ski , le snowboard et les voyages en motoneige ; et la guerre . La neige affecte également les écosystèmes en fournissant une couche isolante pendant l’hiver sous laquelle les plantes et les animaux peuvent survivre au froid. ^[1]

Précipitation

Présence mondiale de chutes de neige. Neige de référence au-dessus du niveau de la mer (mètres) : En dessous de 500 : annuellement. En dessous de 500 : annuellement, mais pas sur tout son territoire. 500 : au-dessus annuellement, au-dessous occasionnellement. Au-dessus de 500 : annuellement. Au-dessus de 2 000 : annuellement. N’importe quelle altitude : aucune.

La neige se développe dans les nuages ​​qui eux-mêmes font partie d’un système météorologique plus vaste. La physique du développement des cristaux de neige dans les nuages ​​résulte d’un ensemble complexe de variables qui incluent la teneur en humidité et les températures. Les formes résultantes des cristaux tombants et tombés peuvent être classées en un certain nombre de formes de base et de combinaisons de celles-ci. Parfois, des flocons de neige en forme de plaque, dendritiques et stellaires peuvent se former sous un ciel clair avec une inversion de température très froide. ^[4]

Formation de nuages

Les nuages ​​​​de neige se produisent généralement dans le contexte de systèmes météorologiques plus vastes, dont le plus important est la zone de basse pression, qui intègre généralement des fronts chauds et froids dans le cadre de leur circulation. Deux sources de neige supplémentaires et localement productives sont les tempêtes d’effet de lac (également d’effet de mer) et les effets d’élévation, en particulier dans les montagnes.

Zones de basse pression Tempête de neige cyclonique extratropicale, 24 février 2007—(Cliquez pour l’animation.)

Les cyclones des latitudes moyennes sont des zones de basse pression capables de produire n’importe quoi, de la nébulosité et des tempêtes de neige légères aux fortes tempêtes de neige . ^[5] Pendant l’ automne , l’hiver et le printemps d’un hémisphère, l’atmosphère au-dessus des continents peut être suffisamment froide à travers la profondeur de la troposphère pour provoquer des chutes de neige. Dans l’hémisphère nord, le côté nord de la zone de basse pression produit le plus de neige. ^[6] Pour les latitudes moyennes du sud, le côté d’un cyclone qui produit le plus de neige est le côté sud.

Façades Bourrasque frontale se déplaçant vers Boston , Massachusetts

Un front froid , le bord d’attaque d’une masse d’air plus froide, peut produire des bourrasques de neige frontales – une ligne Convective frontale intense (semblable à une bande de pluie ), lorsque la température est proche de zéro à la surface. La forte convection qui se développe contient suffisamment d’humidité pour produire des conditions de voile blanc aux endroits où la ligne passe lorsque le vent provoque une poudrerie intense. ^[7] Ce type de bourrasque de neige dure généralement moins de 30 minutes en tout point de sa trajectoire, mais le mouvement de la ligne peut couvrir de grandes distances. Les grains frontaux peuvent se former à une courte distance devant le front froid de surface ou derrière le front froid où il peut y avoir un approfondissement du système dépressionnaire ou une série delignes de creux qui agissent comme un passage frontal froid traditionnel. Dans les situations où les grains se développent post-frontalement, il n’est pas rare que deux ou trois bandes de grains linéaires passent en succession rapide séparées seulement de 25 milles (40 kilomètres), chacune passant au même point à environ 30 minutes d’intervalle. Dans les cas où il y a une grande quantité de croissance verticale et de mélange, la rafale peut développer des cumulonimbus incrustés entraînant des éclairs et du tonnerre qui est surnommé orage .

Un front chaud peut produire de la neige pendant une certaine période, car l’air chaud et humide remplace l’air sous le point de congélation et crée des précipitations à la limite. Souvent, la neige se transforme en pluie dans le secteur chaud derrière le front. ^[7]

Effets lac et océan Vent froid du nord-ouest sur le lac Supérieur et le lac Michigan créant des chutes de neige d’effet de lac

La neige à effet de lac est produite dans des conditions atmosphériques plus fraîches lorsqu’une masse d’air froid se déplace sur de longues étendues d’ eau de lac plus chaude, réchauffant la couche d’air inférieure qui capte la vapeur d’eau du lac, monte à travers l’air plus froid au-dessus, gèle et se dépose sur les côtes sous le vent (sous le vent). ^{[8] [9]}

Le même effet se produisant sur des masses d’eau salée est appelé neige à effet océanique ou effet baie . L’effet est renforcé lorsque la masse d’air en mouvement est soulevée par l’ influence orographique des altitudes plus élevées sur les rives sous le vent. Ce soulèvement peut produire des bandes de précipitations étroites mais très intenses qui peuvent se déposer à raison de plusieurs centimètres de neige par heure, entraînant souvent une grande quantité de neige totale. ^[dix]

Les zones touchées par la neige d’effet de lac sont appelées ceintures de neige . Il s’agit notamment des zones à l’est des Grands Lacs , des côtes ouest du nord du Japon, de la péninsule du Kamtchatka en Russie et des zones proches du Grand Lac Salé , de la mer Noire , de la mer Caspienne, de la mer Baltique et de certaines parties de l’océan Atlantique nord. ^[11]

Effets de montagne

Des chutes de neige orographiques ou de relief sont créées lorsque de l’air humide est forcé sur le côté au vent des chaînes de montagnes par un flux de vent à grande échelle . Le soulèvement de l’air humide sur le flanc d’une chaîne de montagnes entraîne un refroidissement adiabatique et, finalement, de la condensation et des précipitations. L’humidité est progressivement éliminée de l’air par ce processus, laissant un air plus sec et plus chaud du côté descendant ou sous le vent . ^[12] L’augmentation des chutes de neige qui en résulte, ^[13] ainsi que la diminution de la température avec l’altitude, ^[14]se combinent pour augmenter l’épaisseur de la neige et la persistance saisonnière du manteau neigeux dans les zones sujettes à la neige. ^{[1] [15]}

On a également constaté que les ondes de montagne aidaient à augmenter les quantités de précipitations sous le vent des chaînes de montagnes en améliorant la portance nécessaire à la condensation et aux précipitations. ^[16]

Physique des nuages

Flocons de neige fraîchement tombés

Un flocon de neige se compose d’environ 10 ¹⁹ molécules d’eau qui sont ajoutées à son noyau à des taux différents et selon des schémas différents en fonction de la température et de l’humidité changeantes dans l’atmosphère que le flocon de neige traverse en se dirigeant vers le sol. En conséquence, les flocons de neige diffèrent les uns des autres bien qu’ils suivent des modèles similaires. ^{[17] [18] [19]}

Les cristaux de neige se forment lorsque de minuscules gouttelettes de nuage surfondues (d’environ 10 μm de diamètre) gèlent . Ces gouttelettes sont capables de rester liquides à des températures inférieures à -18 ° C (0 ° F), car pour geler, quelques molécules de la gouttelette doivent se réunir par hasard pour former un arrangement similaire à celui d’un réseau de glace. La goutte se fige autour de ce “noyau”. Dans les nuages ​​​​plus chauds, une particule d’aérosol ou «noyau de glace» doit être présente dans (ou en contact avec) la gouttelette pour agir comme un noyau. Les noyaux de glace sont très rares par rapport aux noyaux de condensation des nuages ​​sur lesquels se forment des gouttelettes de liquide. Les argiles, la poussière du désert et les particules biologiques peuvent être des noyaux. ^[20] Les noyaux artificiels comprennent des particules d’ iodure d’argent etde la neige carbonique , et celles – ci sont utilisées pour stimuler les précipitations lors de l’ ensemencement des nuages ​​. ^[21]

Une fois qu’une gouttelette a gelé, elle se développe dans l’environnement sursaturé – un environnement où l’air est saturé par rapport à la glace lorsque la température est inférieure au point de congélation. La goutte croît ensuite par diffusion des molécules d’eau de l’air (vapeur) sur la surface du cristal de glace où elles sont collectées. Parce que les gouttelettes d’eau sont beaucoup plus nombreuses que les cristaux de glace, les cristaux peuvent atteindre des centaines de micromètres ou de millimètres de taille aux dépens des gouttelettes d’eau par le processus Wegener-Bergeron-Findeisen . Ces gros cristaux sont une source efficace de précipitations, car ils tombent dans l’atmosphère en raison de leur masse, et peuvent entrer en collision et se coller en grappes ou agrégats. Ces agrégats sont des flocons de neige et sont généralement le type de particules de glace qui tombent au sol.^[22] Bien que la glace soit claire, la diffusion de la lumière par les facettes cristallines et les creux/imperfections signifie que les cristaux apparaissent souvent de couleur blanche en raison de la réflexion diffuse de tout le spectre de la lumière par les petites particules de glace. ^[23]

Classification des flocons de neige

Une première classification des flocons de neige par Israel Perkins Warren ^[24]

La micrographie de milliers de flocons de neige à partir de 1885, à commencer par Wilson Alwyn Bentley , a révélé la grande diversité des flocons de neige au sein d’un ensemble classifiable de motifs. ^[25] Des cristaux de neige étroitement assortis ont été observés. ^[26]

Ukichiro Nakaya a développé un diagramme de morphologie cristalline, reliant les formes cristallines aux conditions de température et d’humidité dans lesquelles ils se sont formés, qui est résumé dans le tableau suivant. ^[1]

Morphologie de la structure cristalline en fonction de la température et de la saturation en eau

Écart de température	Plage de saturation	Types de cristal de neige
°C	°C	g/ m3	oz/mètre cube	en dessous de la saturation	au-dessus de la saturation
0 à −3,5	32 à 26	0,0 à 0,5	0,000 à 0,013	Plaques pleines	Plaques minces Dendrites
−3,5 à −10	26 à 14	0,5 à 1,2	0,013 à 0,032	Prismes solides Prismes creux	Prismes creux Aiguilles
−10 à −22	14 à -8	1.2 à 1.4	0,032 à 0,038	Plaques minces Plaques pleines	Plaques sectorisées Dendrites
-22 à -40	-8 à -40	1,2 à 0,1	0,0324 à 0,0027	Plaques minces Plaques pleines	Colonnes Prismes

Nakaya a découvert que la forme est également fonction du fait que l’humidité dominante est supérieure ou inférieure à la saturation. Les formes sous la ligne de saturation tendent davantage vers le solide et le compact tandis que les cristaux formés dans l’air sursaturé tendent davantage vers la dentelle, la délicatesse et l’ornementation. De nombreux schémas de croissance plus complexes se forment également, qui incluent des plans latéraux, des rosettes de balle et des types planaires, en fonction des conditions et des noyaux de glace. ^{[27] [28] [29]} Si un cristal a commencé à se former dans un régime de croissance de colonne à environ -5 ° C (23 ° F) et tombe ensuite dans le régime plus chaud en forme de plaque, la plaque ou les cristaux dendritiques poussent à la fin de la colonne, produisant ce que l’on appelle des “colonnes plafonnées”. ^[22]

Magono et Lee ont conçu une classification des cristaux de neige fraîchement formés qui comprend 80 formes distinctes. Ils ont documenté chacun avec des micrographies. ^[30]

Accumulation

Une animation des changements de neige saisonniers, basée sur l’imagerie satellite

La neige s’accumule à partir d’une série d’événements neigeux, ponctués de gel et de dégel, sur des zones suffisamment froides pour retenir la neige de façon saisonnière ou permanente. Les principales zones sujettes à la neige comprennent l’ Arctique et l’Antarctique , l’hémisphère Nord et les régions alpines. L’équivalent liquide des chutes de neige peut être évalué à l’aide d’un nivomètre ^[31] ou d’un pluviomètre standard , ajusté pour l’hiver en retirant un entonnoir et un cylindre intérieur. ^[32] Les deux types de jauges font fondre la neige accumulée et signalent la quantité d’eau recueillie. ^[33] Dans certaines stations météorologiques automatiques, un capteur de profondeur de neige à ultrasons peut être utilisé pour augmenter le pluviomètre.^[34]

Événements

La ville de New York lors d’un blizzard en 2016 , qui a produit des rafales de vent locales jusqu’à 42 miles par heure (68 km/h) et laissé tomber 27,5 pouces (70 cm) de neige, battant le record de chutes de neige d’une journée de la ville.

Tourbillon de neige , averse de neige , Tempête de neige et blizzard décrivent des épisodes de neige d’une durée et d’une intensité progressivement plus grandes. ^[35] Un blizzard est une condition météorologique impliquant de la neige et a des définitions variables dans différentes parties du monde. Aux États-Unis , un blizzard se produit lorsque deux conditions sont réunies pendant une période de trois heures ou plus : un vent soutenu ou des rafales fréquentes à 35 milles à l’heure (56 km/h) et suffisamment de neige dans l’air pour réduire la visibilité à moins de 0,4 kilomètre (0,25 mi). ^[36] Au Canada et au Royaume-Uni , les critères sont similaires. ^{[37] [38]}Bien que de fortes chutes de neige se produisent souvent pendant des conditions de blizzard, la chute de neige n’est pas une exigence, car la poudrerie peut créer un blizzard au sol . ^[39]

L’intensité des tempêtes de neige peut être classée en fonction de la visibilité et de la profondeur de l’accumulation. ^[40] L’intensité des chutes de neige est déterminée par la visibilité , comme suit : ^[41]

• Lumière : visibilité supérieure à 1 kilomètre (0,6 mi)
• Modéré : restrictions de visibilité entre 0,5 et 1 kilomètre (0,3 et 0,6 mi)
• Lourd : la visibilité est inférieure à 0,5 kilomètre (0,3 mi)

La classification internationale de la neige saisonnière au sol définit la “hauteur de neige fraîche” comme l’épaisseur de neige fraîchement tombée, en centimètres mesurée avec une règle, qui s’est accumulée sur une planche à neige pendant une période d’observation de 24 heures ou un autre intervalle d’observation. Après la mesure, la neige est dégagée de la planche et la planche est placée au ras de la surface de la neige pour fournir une mesure précise à la fin de l’intervalle suivant. ^[4] La fonte, le compactage, le soufflage et la dérive contribuent à la difficulté de mesurer les chutes de neige. ^[42]

Distribution

Arbres couverts de neige à Kuusamo , Finlande

Les glaciers avec leurs accumulations de neige permanentes couvrent environ 10 % de la surface de la Terre, tandis que la neige saisonnière couvre environ 9 %, ^[1] principalement dans l’hémisphère nord, où la neige saisonnière couvre environ 40 millions de kilomètres carrés (15 × 10 ⁶ milles carrés), selon à une estimation de 1987. ^[43] Une estimation de 2007 de la couverture de neige sur l’hémisphère nord a suggéré qu’en moyenne, la couverture de neige varie d’une étendue minimale de 2 millions de kilomètres carrés (0,77 × 10 ⁶ milles carrés) chaque mois d’août à une étendue maximale de 45 millions de kilomètres carrés (17 × 10 ⁶ miles carrés) chaque janvier ou près de la moitié de la surface terrestre de cet hémisphère. ^{[44] [45]}^^^Une étude de l’étendue de la couverture de neige dans l’hémisphère nord pour la période 1972–2006 suggère une réduction de 0,5 million de kilomètres carrés (0,19 × 10 ⁶ milles carrés) sur la période de 35 ans. ^[45]^

Dossiers

Voici les records mondiaux concernant les chutes de neige et les flocons de neige :

• Chutes de neige totales saisonnières les plus élevées – Le record du monde des chutes de neige totales saisonnières les plus élevées a été mesuré aux États-Unis à Mt. Baker Ski Area , à l’extérieur de la ville de Bellingham, Washington pendant la saison 1998–1999. Le mont Baker a reçu 2 896 cm (95,01 pi) de neige, ^[46] dépassant ainsi le précédent détenteur du record, le mont Rainier , Washington, qui pendant la saison 1971-1972 a reçu 2 850 cm (93,5 pi) de neige. ^[47]
• Chutes de neige annuelles moyennes saisonnières les plus élevées – Le record mondial des chutes de neige annuelles moyennes les plus élevées est de 1 764 cm (57,87 pieds), ^[48] mesuré à Sukayu Onsen , au Japon, pour la période 1981-2010.
• Le plus grand flocon de neige – Selon Guinness World Records , le plus grand flocon de neige du monde est tombé en janvier 1887 à l’extérieur de l’actuel Miles City , Montana . Il mesurait 38 cm (15 po) de diamètre. ^[49]

Métamorphose

Neige fraîche commençant à se métamorphoser : La surface présente des vents et des sastrugi . Au premier plan se trouvent des cristaux de Givre , formés par la vapeur d’eau recongelée émergeant sur la surface froide.

Après le dépôt, la neige progresse sur l’une des deux voies qui déterminent son destin, soit l’ ablation (principalement par la fonte) ou la transition du névé (neige pluriannuelle) à la glace de glacier . Au cours de cette transition, la neige “est un matériau fritté hautement poreux composé d’une structure de glace continue et d’un espace poreux continûment connecté, formant ensemble la microstructure de la neige”. Presque toujours près de sa température de fusion, un manteau neigeux transforme continuellement ces propriétés dans un processus, connu sous le nom de métamorphisme , dans lequel les trois phases de l’eau peuvent coexister, y compris l’eau liquide remplissant partiellement l’espace poreux. ^[4]Commençant comme un dépôt poudreux, la neige devient plus granuleuse lorsqu’elle commence à se compacter sous son propre poids, à être soufflée par le vent, à fritter les particules ensemble et à commencer le cycle de fonte et de regel. La vapeur d’eau joue un rôle car elle dépose des cristaux de glace, connus sous le nom de Givre , par temps froid et calme. ^[50]

Enneigement saisonnier

Au fil du temps, un manteau neigeux peut se déposer sous son propre poids jusqu’à ce que sa densité soit d’environ 30 % d’eau. Les augmentations de densité au-dessus de cette compression initiale se produisent principalement par la fonte et le regel, causés par des températures au-dessus du point de congélation ou par le rayonnement solaire direct. Dans les climats plus froids, la neige reste au sol tout l’hiver. À la fin du printemps, les densités de neige atteignent généralement un maximum de 50 % d’eau. ^[51] La neige qui persiste en été se transforme en névé , neige granuleuse, qui a été partiellement fondue, regelée et compactée. Névé a une densité minimale de 500 kilogrammes par mètre cube (31 lb / pi3), soit environ la moitié de la densité de l’eau liquide. ^[52]

névé

Névé — neige pluriannuelle métamorphosée

Le névé est de la neige qui a persisté pendant plusieurs années et qui a été recristallisée en une substance plus dense que le névé , mais moins dense et dure que la glace Glaciaire . Le névé ressemble à du sucre cuit et est très résistant au pelletage. Sa densité varie généralement de 550 kilogrammes par mètre cube (34 lb/pi3) à 830 kilogrammes par mètre cube (52 lb/pi3), et on le trouve souvent sous la neige qui s’accumule à la tête d’un glacier . L’altitude minimale que le névé s’accumule sur un glacier est appelée la limite du névé , la ligne du névé ou la limite des neiges . ^{[1] [53]}

Mouvement

Il existe quatre principaux mécanismes de mouvement de la neige déposée : la dérive de la neige non frittée, les avalanches de neige accumulée sur les pentes abruptes, la fonte des neiges pendant le dégel et le mouvement des glaciers après que la neige a persisté pendant plusieurs années et s’est métamorphosée en glace de glacier.

Dérive

Congères de neige se formant autour des obstacles sous le vent

Lorsqu’elle est poudreuse, la neige dérive avec le vent de l’endroit où elle est tombée à l’origine ^[54] , formant des dépôts d’une profondeur de plusieurs mètres dans des endroits isolés. ^[55] Après s’être attachée aux versants, la neige soufflée peut évoluer en plaque de neige, ce qui constitue un danger d’avalanche sur les pentes raides. ^[56]

avalanche

Une avalanche de neige poudreuse

Une avalanche (également appelée glissement de neige ou glissement de neige) est un écoulement rapide de neige sur une surface en pente. Les avalanches sont généralement déclenchées dans une zone de départ à partir d’une défaillance mécanique du manteau neigeux (avalanche de plaque) lorsque les forces sur la neige dépassent sa force, mais parfois seulement avec un élargissement progressif (avalanche de neige à faible cohésion). Après le déclenchement, les avalanches s’accélèrent généralement rapidement et augmentent en masse et en volume à mesure qu’elles entraînent plus de neige. Si l’avalanche se déplace assez rapidement, une partie de la neige peut se mélanger à l’air pour former une avalanche de neige poudreuse, qui est un type de courant de gravité . Ils se produisent dans trois mécanismes majeurs : ^[56]

• Les avalanches de plaque se produisent dans la neige déposée ou redéposée par le vent. Ils ont l’aspect caractéristique d’un bloc (dalle) de neige découpé de son environnement par des fractures. Ceux-ci représentent la plupart des décès dans l’arrière-pays.
• Les avalanches de neige poudreuse résultent d’un dépôt de poudre sèche fraîche et génèrent un nuage de poudreuse qui recouvre une avalanche dense. Ils peuvent dépasser des vitesses de 300 kilomètres par heure (190 mph) et des masses de 10 000 000 tonnes (9 800 000 tonnes longues; 11 000 000 tonnes courtes); leurs flux peuvent parcourir de longues distances le long des fonds plats des vallées et même monter sur de courtes distances.
• Les avalanches de neige mouillée sont une suspension à faible vitesse de neige et d’eau, l’écoulement étant confiné à la surface de la voie. ^[56] La faible vitesse de déplacement est due au frottement entre la surface de glissement du chemin et le débit saturé d’eau. Malgré la faible vitesse de déplacement (~ 10 à 40 kilomètres par heure (6 à 25 mph)), les avalanches de neige mouillée sont capables de générer de puissantes forces destructrices, en raison de la grande masse et de la densité.

Fonte des neiges

Inondation de la rivière Rouge du Nord causée par la fonte des neiges en 1997

De nombreuses rivières provenant de régions montagneuses ou de haute latitude reçoivent une partie importante de leur débit de la fonte des neiges. Cela rend souvent le débit de la rivière hautement saisonnier, entraînant des inondations périodiques ^[57] pendant les mois de printemps et au moins dans les régions montagneuses sèches comme la montagne à l’ouest des États-Unis ou la majeure partie de l’Iran et de l’ Afghanistan , un débit très faible pour le reste de l’année. En revanche, si une grande partie de la fonte provient de zones glaciaires ou presque glaciaires, la fonte se poursuit pendant la saison chaude, avec des débits de pointe se produisant du milieu à la fin de l’été. ^[58]

Glaciers

Les glaciers se forment là où l’accumulation de neige et de glace dépasse l’ablation. La zone dans laquelle se forme un glacier alpin est appelée cirque (corrie ou cwm), élément géologique typiquement en forme de fauteuil, qui recueille la neige et où le manteau neigeux se compacte sous le poids des couches successives de neige qui s’accumulent, formant le névé. Un écrasement supplémentaire des cristaux de neige individuels et une réduction de l’air emprisonné dans la neige la transforment en glace Glaciaire. Cette glace Glaciaire remplira le cirque jusqu’à ce qu’elle déborde par une faiblesse géologique ou une voie d’évacuation, comme l’interstice entre deux montagnes. Lorsque la masse de neige et de glace est suffisamment épaisse, elle commence à se déplacer en raison d’une combinaison de pente de surface, de gravité et de pression. Sur les pentes plus raides, cela peut se produire avec aussi peu que 15 m (50 pi) de neige-glace. ^[1]

Science

Les scientifiques étudient la neige à une grande variété d’échelles qui incluent la physique des Liaisons chimiques et des nuages ​​; la distribution, l’accumulation, la métamorphose et l’ablation des accumulations de neige ; et la contribution de la fonte des neiges à l’hydraulique fluviale et à l’ hydrologie souterraine . Ce faisant, ils utilisent une variété d’instruments pour observer et mesurer les phénomènes étudiés. Leurs découvertes contribuent aux connaissances appliquées par les ingénieurs , qui adaptent les véhicules et les structures à la neige, par les agronomes , qui traitent de la disponibilité de la fonte des neiges pour l’agriculture ., et ceux qui conçoivent des équipements pour les activités sportives sur neige. Les scientifiques développent et d’autres utilisent des systèmes de classification de la neige qui décrivent ses propriétés physiques à des échelles allant du cristal individuel au manteau neigeux agrégé. Une sous-spécialité est les avalanches , qui préoccupent aussi bien les ingénieurs que les sportifs de plein air.

La science de la neige traite de la formation de la neige, de sa distribution et des processus affectant l’évolution des accumulations de neige au fil du temps. Les scientifiques améliorent la prévision des tempêtes, étudient la couverture neigeuse mondiale et ses effets sur le climat, les glaciers et l’approvisionnement en eau dans le monde entier. L’étude comprend les propriétés physiques du matériau au fur et à mesure qu’il change, les propriétés globales des accumulations de neige en place et les propriétés globales des régions couvertes de neige. Ce faisant, ils utilisent des techniques de mesure physique sur le terrain pour établir la vérité sur le terrain et des techniques de télédétection pour développer la compréhension des processus liés à la neige sur de vastes zones. ^[59]

Mesure et classification

Sur le terrain, les spécialistes des neiges creusent souvent une fosse à neige dans laquelle effectuer des mesures et des observations de base. Les observations peuvent décrire des caractéristiques causées par le vent, la percolation de l’eau ou le déchargement de la neige des arbres. La percolation de l’eau dans un manteau neigeux peut créer des doigts d’écoulement et des flaques ou s’écouler le long des barrières capillaires, qui peuvent recongeler en formations de glace solides horizontales et verticales dans le manteau neigeux. Parmi les mesures des propriétés des manteaux neigeux que la Classification internationale de la neige saisonnière au solcomprend : la hauteur de la neige, l’équivalent en eau de la neige, la résistance de la neige et l’étendue de la couverture de neige. Chacun a une désignation avec un code et une description détaillée. La classification étend les classifications antérieures de Nakaya et de ses successeurs aux types de précipitations apparentées et est citée dans le tableau suivant : ^[4]

Fosse à neige à la surface d’un glacier, profilant les propriétés de la neige où la neige devient de plus en plus dense avec la profondeur à mesure qu’elle se métamorphose en glace

Particules de précipitations gelées, liées aux cristaux de neige

Sous-classe	Façonner	Processus physique
Graupel	Particules fortement bordées, sphériques, coniques, de forme hexagonale ou irrégulière	Bordure lourde de particules par accrétion de gouttelettes d’eau surfondues
Grêle	Structure interne laminaire, translucide ou surface émaillée laiteuse	Croissance par accrétion de eau surfondue, taille : >5 mm
Granules de glace	Transparent, surtout de petits sphéroïdes	Gel des gouttes de pluie ou regel de cristaux ou de flocons de neige en grande partie fondus (verglas). Graupel ou neige roulée enfermée dans une fine couche de glace (petite grêle). Taille : les deux 5 mm
Rime	Dépôts irréguliers ou cônes plus longs et aiguilles pointant vers le vent	Accrétion de petites gouttelettes de brouillard surfondues gelées sur place. Une fine croûte cassante se forme à la surface de la neige si le processus dure assez longtemps.

Tous se forment dans les nuages, à l’exception du Givre, qui se forme sur les objets exposés à l’humidité en surfusion.

Il a également une classification plus étendue de la neige déposée que celles qui se rapportent à la neige en suspension. Les catégories comprennent les types de neige naturelle et artificielle, les descriptions des cristaux de neige au fur et à mesure qu’ils se métamorphosent et fondent, le développement de Givre dans le manteau neigeux et la formation de glace dans celui-ci. Chacune de ces couches d’un manteau neigeux diffère des couches adjacentes par une ou plusieurs caractéristiques qui décrivent sa microstructure ou sa densité, qui définissent ensemble le type de neige et d’autres propriétés physiques. Ainsi, à un instant donné, le type et l’état de la neige formant une couche doivent être définis car ses propriétés physiques et mécaniques en dépendent. Les propriétés physiques comprennent la microstructure, la taille et la forme des grains, la densité de la neige, la teneur en eau liquide et la température. ^[4]

Données satellitaires

La télédétection des accumulations de neige avec des satellites et d’autres plates-formes comprend généralement la collecte multispectrale d’images. ^[60] L’interprétation à multiples facettes des données obtenues permet des inférences sur ce qui est observé. La science derrière ces observations à distance a été vérifiée avec des études de vérité sur le terrain des conditions réelles. ^{[1] [61]}

Les observations satellitaires enregistrent une diminution des surfaces enneigées depuis les années 1960, lorsque les observations satellitaires ont commencé. Dans certaines régions comme la Chine, une tendance à l’augmentation de la couverture neigeuse a été observée de 1978 à 2006. Ces changements sont attribués au Changement climatique mondial, qui peut entraîner une fonte plus précoce et une zone de couverture moindre. Cependant, dans certaines régions, il peut y avoir une augmentation de l’épaisseur de la neige en raison des températures plus élevées pour les latitudes au nord de 40°. Pour l’hémisphère Nord dans son ensemble, l’étendue mensuelle moyenne de la couverture neigeuse a diminué de 1,3 % par décennie. ^[62]

Les méthodes les plus fréquemment utilisées pour cartographier et mesurer l’étendue de la neige, l’épaisseur de la neige et l’équivalent en eau de la neige utilisent plusieurs entrées sur le spectre visible-infrarouge pour déduire la présence et les propriétés de la neige. Le Centre national de données sur la neige et la glace (NSIDC) utilise la réflectance du rayonnement visible et infrarouge pour calculer un indice de neige par différence normalisé, qui est un rapport des paramètres de rayonnement permettant de distinguer les nuages ​​de la neige. D’autres chercheurs ont développé des arbres de décision, en utilisant les données disponibles pour faire des évaluations plus précises. L’un des défis de cette évaluation est lorsque la couverture de neige est inégale, par exemple pendant les périodes d’accumulation ou d’ablation et également dans les zones boisées. La couverture nuageuse inhibe la détection optique de la réflectance de surface, ce qui a conduit à d’autres méthodes pour estimer les conditions du sol sous les nuages. Pour les modèles hydrologiques, il est important de disposer d’informations continues sur l’enneigement. Les capteurs micro-ondes passifs sont particulièrement précieux pour la continuité temporelle et spatiale car ils peuvent cartographier la surface sous les nuages ​​et dans l’obscurité. Lorsqu’elle est combinée avec des mesures de réflexion, la détection passive des micro-ondes étend considérablement les inférences possibles sur le manteau neigeux.^[62]

Des modèles

Les chutes de neige et la fonte des neiges font partie du cycle de l’eau de la Terre.

La science de la neige conduit souvent à des modèles prédictifs qui incluent le dépôt de neige, la fonte des neiges et l’hydrologie de la neige – des éléments du cycle de l’eau de la Terre – qui aident à décrire le Changement climatique mondial . ^[1]

Les modèles de Changement climatique mondial (MCG) intègrent la neige comme facteur dans leurs calculs. Certains aspects importants de la couverture neigeuse comprennent son albédo (réflectivité du rayonnement incident, y compris la lumière) et ses qualités isolantes, qui ralentissent le rythme de la fonte saisonnière de la glace de mer. À partir de 2011, on pensait que la phase de fonte des modèles de neige GCM fonctionnait mal dans les régions avec des facteurs complexes qui régulent la fonte des neiges, tels que la couverture végétale et le terrain. Ces modèles dérivent généralement l’équivalent en eau de la neige (SWE) d’une certaine manière à partir d’observations satellitaires de la couverture de neige. ^[1] La classification internationale de la neige saisonnière au sol définit SWE comme “la profondeur d’eau qui résulterait si la masse de neige fondait complètement”. ^[4]

Compte tenu de l’importance de la fonte des neiges pour l’agriculture, les modèles de ruissellement hydrologique qui incluent la neige dans leurs prévisions traitent des phases d’accumulation du manteau neigeux, des processus de fonte et de la distribution de l’eau de fonte à travers les réseaux fluviaux et dans les eaux souterraines. Les éléments clés pour décrire les processus de fusion sont le flux de chaleur solaire, la température ambiante, le vent et les précipitations. Les modèles initiaux de fonte des neiges utilisaient une approche degré-jour qui mettait l’accent sur la différence de température entre l’air et le manteau neigeux pour calculer l’équivalent en eau de la neige, SWE. Des modèles plus récents utilisent une approche de bilan énergétique qui prend en compte les facteurs suivants pour calculer Q _m , l’énergie disponible pour la fonte. Cela nécessite la mesure d’un ensemble d’enneigement et de facteurs environnementaux pour calculer six mécanismes de flux de chaleur qui contribuent àQm . _{_} ^[1]

Effets sur l’activité humaine

La neige affecte l’activité humaine dans quatre grands domaines, le transport, l’agriculture, les structures et les sports. La plupart des modes de transport sont gênés par la neige sur la surface de déplacement. L’agriculture dépend souvent de la neige comme source d’humidité saisonnière. Les structures peuvent céder sous des charges de neige. Les humains trouvent une grande variété d’activités récréatives dans les paysages enneigés.

Le transport

La neige affecte les emprises des autoroutes, des aérodromes et des voies ferrées. Ils partagent un outil commun pour le déneigement, le chasse- neige . Cependant, l’application est différente dans chaque cas – alors que les chaussées utilisent des produits chimiques antigivrants pour empêcher le collage de la glace, les aérodromes peuvent ne pas le faire; les chemins de fer comptent sur les abrasifs pour améliorer la traction sur les voies.

Autoroute Circulation bloquée lors d’une Tempête de neige à Chicago en 2011. Conditions hivernales sur l’autoroute 401 de l’Ontario à Toronto en raison d’une bourrasque de neige .

À la fin du 20e siècle, on estime à 2 milliards de dollars les dépenses annuelles en Amérique du Nord pour l’entretien hivernal des routes, en raison de la neige et d’autres événements météorologiques hivernaux, selon un rapport de 1994 de Kuemmel. L’étude a examiné les pratiques des juridictions de 44 États américains et de neuf provinces canadiennes. Il a évalué les politiques, les pratiques et l’équipement utilisé pour l’entretien hivernal. Il a constaté que des pratiques et des progrès similaires prévalaient en Europe. ^[63]

L’effet dominant de la neige sur le contact du véhicule avec la route est la diminution du frottement. Cela peut être amélioré avec l’utilisation de pneus neige , dont la bande de roulement est conçue pour compacter la neige de manière à améliorer la traction. Cependant, la clé du maintien d’une chaussée qui peut accueillir la circulation pendant et après un événement neigeux est un programme antigivrage efficace qui utilise à la fois des produits chimiques et un déneigement . ^[63] Le manuel de pratique de la FHWA pour un programme antigivrage efficacemet l’accent sur les procédures « anti-givrage » qui empêchent l’adhérence de la neige et de la glace à la chaussée. Les aspects clés de la pratique comprennent : la compréhension de l’antigivrage à la lumière du niveau de service à atteindre sur une chaussée donnée, des conditions climatiques à rencontrer et des différents rôles des matériaux et applications de dégivrage, d’antigivrage et abrasifs, et employant des “boîtes à outils” antigivrage, une pour les opérations, une pour la prise de décision et une autre pour le personnel. Les éléments des boîtes à outils sont : ^[64]

• Opérations – Traite l’application de produits chimiques solides et liquides, en utilisant diverses techniques, y compris le prémouillage des chlorures-sels. Il aborde également la capacité de déneigement, y compris les types de chasse-neige et de lames utilisés.
• Prise de décision – Combine les informations sur les prévisions météorologiques avec les informations routières pour évaluer les besoins à venir pour l’application des actifs et l’évaluation de l’efficacité du traitement avec les opérations en cours.
• Personnel – Aborde la formation et le déploiement du personnel pour exécuter efficacement le programme d’antigivrage, en utilisant le matériel, l’équipement et les procédures appropriés.

Le manuel propose des matrices qui traitent différents types de neige et le taux de chutes de neige pour adapter les applications de manière appropriée et efficace.

Les clôtures à neige , construites au vent des routes, contrôlent la dérive de la neige en provoquant l’accumulation de neige soufflée par le vent à l’endroit souhaité. Ils sont également utilisés sur les chemins de fer. De plus, les agriculteurs et les éleveurs utilisent des clôtures à neige pour créer des dérives dans les bassins pour un approvisionnement immédiat en eau au printemps. ^{[65] [66]}

Aviation Dégivrage d’un avion lors d’un événement neigeux

Afin de garder les aéroports ouverts pendant les tempêtes hivernales, les pistes et les voies de circulation doivent être déneigées. Contrairement aux routes, où le traitement chimique au chlorure est courant pour empêcher la neige de se coller à la surface de la chaussée, ces produits chimiques sont généralement interdits dans les aéroports en raison de leur fort effet corrosif sur les avions en aluminium. Par conséquent, les brosses mécaniques sont souvent utilisées pour compléter l’action des chasse-neige. Compte tenu de la largeur des pistes sur les aérodromes accueillant de gros aéronefs, des véhicules à grandes lames de chasse-neige, un échelon de véhicules chasse-neige ou des chasse- neige rotatifs sont utilisés pour déneiger les pistes et les voies de circulation. Les aires de trafic du terminal peuvent nécessiter 6 hectares (15 acres) ou plus pour être déminés. ^[67]

Les aéronefs correctement équipés sont capables de voler à travers les tempêtes de neige selon les règles de vol aux instruments . Avant le décollage, pendant les tempêtes de neige, ils ont besoin de liquide de dégivrage pour empêcher l’accumulation et le gel de la neige et d’autres précipitations sur les ailes et les fuselages, ce qui peut compromettre la sécurité de l’avion et de ses occupants. ^[68] En vol, les aéronefs s’appuient sur une variété de mécanismes pour éviter le Givre et d’autres types de givrage dans les nuages, ^[69] ceux-ci incluent des bottes pneumatiques pulsées , des zones électrothermiques qui génèrent de la chaleur et des dégivreurs fluides qui saignent à la surface. ^[70]

Rail

Les chemins de fer ont traditionnellement utilisé deux types de chasse-neige pour dégager les voies, le chasse- neige en coin , qui projette la neige des deux côtés, et le chasse-neige rotatif, qui convient pour faire face aux fortes chutes de neige et projeter la neige loin d’un côté ou de l’autre. Avant l’invention du chasse-neige rotatif ca. 1865, il fallait plusieurs locomotives pour conduire une charrue à coin dans la neige profonde. Suite au dégagement de la voie avec de tels chasse-neige, un “flanger” est utilisé pour dégager la neige entre les rails qui sont sous la portée des autres types de chasse-neige. Là où le givrage peut affecter le contact acier sur acier des roues de locomotive sur la voie, des abrasifs (généralement du sable) ont été utilisés pour assurer la traction sur les montées plus raides. ^[71]

Les chemins de fer utilisent des abris à neige – des structures qui recouvrent la voie – pour empêcher l’accumulation de neige abondante ou d’avalanches pour recouvrir les voies dans les régions montagneuses enneigées, telles que les Alpes et les Rocheuses . ^[72]

• Chasse-neige pour différents modes de transport

• Camions déneigeant une autoroute du Missouri

• Les opérations de déneigement de l’aéroport comprennent le déneigement et le débroussaillage

• Chasse-neige à profil bas suisse monté sur train

Routes et pistes enneigées

La neige peut être compactée pour former une route enneigée et faire partie d’une route d’hiver permettant aux véhicules d’accéder à des communautés isolées ou à des projets de construction pendant l’hiver. ^[73] La neige peut également être utilisée pour fournir la structure de support et la surface d’une piste, comme avec l’ aérodrome de Phoenix en Antarctique. La piste enneigée est conçue pour résister à environ 60 vols à roues d’avions militaires lourds par an. ^[74]

Agriculture

Vue satellite du fleuve Indus, montrant la neige dans l’Himalaya, qui l’alimente, et les zones agricoles du Pakistan qui en tirent pour l’irrigation.

Les chutes de neige peuvent être bénéfiques pour l’agriculture en servant d’ isolant thermique , en conservant la chaleur de la Terre et en protégeant les cultures des températures négatives. Certaines zones agricoles dépendent d’une accumulation de neige pendant l’hiver qui fondra progressivement au printemps, fournissant de l’eau pour la croissance des cultures, à la fois directement et via le ruissellement des ruisseaux et des rivières, qui alimentent les canaux d’irrigation. ^[1] Voici des exemples de rivières qui dépendent de l’eau de fonte des glaciers ou du manteau neigeux saisonnier comme une partie importante de leur débit dont dépend l’irrigation : le Gange , dont beaucoup d’affluents s’élèvent dans l’ Himalaya et qui fournissent une grande irrigation dans le nord -est de l’Inde , ^[75]le fleuve Indus , qui prend sa source au Tibet ^[76] et fournit de l’eau d’irrigation au Pakistan à partir des glaciers tibétains qui se retirent rapidement, ^[77] et le fleuve Colorado , qui reçoit une grande partie de son eau du manteau neigeux saisonnier dans les montagnes Rocheuses ^[78] et fournit l’irrigation l’eau à quelque 4 millions d’acres (1,6 million d’hectares). ^[79]

Ouvrages

Accumulation extrême de neige sur les toits des bâtiments

La neige est une considération importante pour les charges sur les structures. Pour y remédier, les pays européens utilisent l’ Eurocode 1 : Actions sur les structures – Partie 1-3 : Actions générales – Charges de neige . ^[80] En Amérique du Nord, ASCE Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures donne des indications sur les charges de neige. ^[81] Les deux normes emploient des méthodes qui traduisent les charges de neige au sol maximales prévues en charges de conception pour les toits.

Toits Givre résultant de l’eau de fonte au bas du manteau neigeux sur le toit, s’écoulant et regelant à l’avant-toit sous forme de glaçons et de fuite dans le mur via un barrage de glace.

Les charges de neige et le givrage sont les deux problèmes principaux pour les toits. Les charges de neige sont liées au climat dans lequel une structure est implantée. Les givrages résultent généralement du fait que le bâtiment ou la structure génère de la chaleur qui fait fondre la neige qui s’y trouve.

Charges de neige – Les charges de conception minimales pour les bâtiments et autres structures donnent des indications sur la façon de traduire les facteurs suivants en charges de neige sur le toit : ^[81]

• Charges de neige au sol
• Exposition du toit
• Propriétés thermiques du toit
• Forme du toit
• Dérive
• Importance du bâtiment

Il donne des tableaux pour les charges de neige au sol par région et une méthodologie pour calculer les charges de neige au sol qui peuvent varier avec l’altitude par rapport aux valeurs mesurées à proximité. L’ Eurocode 1 utilise des méthodologies similaires, en commençant par les charges de neige au sol qui sont tabulées pour certaines parties de l’Europe. ^[80]

Givrages – Les toits doivent également être conçus pour éviter les barrages de glace , qui résultent de l’eau de fonte coulant sous la neige sur le toit et gelant à l’avant-toit. Les digues de glace sur les toits se forment lorsque la neige accumulée sur un toit en pente fond et s’écoule sur le toit, sous la couverture de neige isolante, jusqu’à ce qu’elle atteigne une température inférieure à la température de congélation, généralement au niveau des avant- toits . Lorsque l’eau de fonte atteint l’air glacial, la glace s’accumule, formant un barrage, et la neige qui fond plus tard ne peut pas s’écouler correctement à travers le barrage. ^[82] Les barrages de glace peuvent entraîner des matériaux de construction endommagés ou des dommages ou des blessures lorsque le barrage de glace tombe ou lors de tentatives d’enlèvement de barrages de glace. La fonte résulte du passage de la chaleur à travers le toit sous la couche de neige hautement isolante.^{[83] [84]}

Lignes utilitaires

Dans les zones boisées, les lignes de distribution de services publics sur poteaux sont moins sensibles aux charges de neige qu’elles ne sont sujettes aux dommages causés par les arbres qui tombent dessus, abattus par une neige lourde et humide. ^[85] Ailleurs, la neige peut s’accumuler sur les lignes électriques sous forme de “manchons” de Givre blanc. Les ingénieurs conçoivent pour de telles charges, qui sont mesurées en kg/m (lb/ft) et les compagnies d’électricité ont des systèmes de prévision qui anticipent les types de temps qui peuvent causer de telles accrétions. Le Givre blanc peut être retiré manuellement ou en créant un court-circuit suffisant dans le segment de lignes électriques affecté pour faire fondre les accumulations. ^{[86] [87]}

Sports et loisirs

Ski alpin.

La neige figure dans de nombreux sports d’hiver et formes de loisirs, notamment le ski et la luge . Des exemples courants incluent le ski de fond , le ski alpin , le snowboard , la raquette et la motoneige . La conception de l’équipement utilisé, par exemple les skis et les planches à neige, repose généralement sur la force portante de la neige et est confrontée au coefficient de frottement portant sur la neige.

Le ski est de loin la plus grande forme de loisirs d’hiver. En 1994, sur les 65 à 75 millions de skieurs estimés dans le monde, environ 55 millions pratiquaient le ski alpin , les autres pratiquaient le ski de fond . Environ 30 millions de skieurs (de toutes sortes) se trouvaient en Europe, 15 millions aux États-Unis et 14 millions au Japon. En 1996, il y aurait 4 500 domaines skiables, exploitant 26 000 remontées mécaniques et bénéficiant de 390 millions de visites de skieurs par an. La région prépondérante pour le ski alpin était l’Europe, suivie du Japon et des États-Unis. ^[88]

De plus en plus, les stations de ski misent sur l’ enneigement artificiel , la production de neige en forçant de l’eau et de l’air sous pression à travers un canon à neige sur les pistes de ski. ^[89] La fabrication de neige est principalement utilisée pour compléter la neige naturelle dans les stations de ski . ^[90] Cela leur permet d’améliorer la fiabilité de leur enneigement et de prolonger leurs saisons de ski de la fin de l’automne au début du printemps. La production de neige nécessite des températures basses. La température seuil pour l’enneigement artificiel augmente à mesure que l’humidité diminue. La température du bulbe humide est utilisée comme métrique car elle prend en compte la température de l’air et l’humidité relative. L’enneigement est un procédé relativement coûteux dans sa consommation d’énergie, ce qui limite son utilisation.^[91]

La cire de ski améliore la capacité d’un ski (ou d’un autre patin) à glisser sur la neige en réduisant son coefficient de frottement, qui dépend à la fois des propriétés de la neige et du ski pour aboutir à une quantité optimale de lubrification de la fonte de la neige par frottement avec le ski – trop peu et le ski interagit avec des cristaux de neige solides, trop et l’attraction capillaire de l’eau de fonte retarde le ski. Avant qu’un ski puisse glisser, il doit surmonter la valeur maximale de frottement statique. Le frottement cinétique (ou dynamique) se produit lorsque le ski se déplace sur la neige. ^[92]

Guerre

La neige affecte la guerre menée en hiver, dans les environnements alpins ou aux hautes latitudes. Les principaux facteurs sont une visibilité réduite pour acquérir des cibles lors de chutes de neige, une visibilité accrue des cibles sur des fonds enneigés pour le ciblage et la mobilité des troupes mécanisées et d’infanterie . Les chutes de neige peuvent également gravement entraver la logistique d’approvisionnement des troupes . La neige peut également fournir une couverture et une fortification contre les tirs d’armes légères. ^[93] Les campagnes de guerre d’hiver notées où la neige et d’autres facteurs ont affecté les opérations comprennent :

• L’ invasion française de la Russie , où les mauvaises conditions de traction des chevaux mal ferrés rendaient difficile le suivi des troupes par les wagons de ravitaillement. ^[94] Cette campagne a également été fortement affectée par le froid, par lequel l’armée en retraite a atteint la rivière Neman en décembre 1812 avec seulement 10 000 des 420 000 qui avaient entrepris d’envahir la Russie en juin de la même année. ^[95]
• La guerre d’hiver , une tentative de l’ Union soviétique de prendre du territoire en Finlande à la fin de 1939, a démontré les tactiques hivernales supérieures de l’ armée finlandaise , en ce qui concerne la mobilité sur la neige, le camouflage et l’utilisation du terrain. ^[96]
• La bataille des Ardennes , une contre-offensive allemande pendant la Seconde Guerre mondiale , à partir du 16 décembre 1944, a été marquée par de fortes tempêtes de neige qui ont entravé le soutien aérien allié aux troupes au sol, mais ont également entravé les tentatives allemandes de ravitailler leurs lignes de front. ^[97] Sur le front de l’Est avec l’invasion nazie de la Russie en 1941, l’opération Barbarossa , les soldats russes et allemands ont dû endurer des conditions terribles pendant l’ hiver russe . Alors que l’utilisation de l’ infanterie à skis était courante dans l’Armée rouge, l’Allemagne ne formait qu’une seule division pour les mouvements à skis. ^[98]
• La guerre de Corée qui a duré du 25 juin 1950 jusqu’à un armistice le 27 juillet 1953, a commencé lorsque la Corée du Nord a envahi la Corée du Sud . Une grande partie des combats ont eu lieu dans des conditions hivernales, impliquant de la neige, ^[99] notamment pendant la bataille du réservoir de Chosin , qui était un exemple frappant du froid affectant les opérations militaires, ^[100] en particulier les véhicules et les armes. ^[101]
• Opérations militaires dans la neige

• Bivouac de la Grande Armée de Napoléon , lors de la retraite hivernale de Moscou

• Troupes de ski finlandaises lors de l’invasion de la Finlande par l’ Union soviétique

• Véhicules de l’armée face à la neige pendant la bataille des Ardennes de la Seconde Guerre mondiale .

• Préparatifs militaires norvégiens lors de l’ exercice Cold Response 2009

• Navy SEALs s’entraînant pour la guerre d’hiver à Mammoth Mountain , Californie .

Effets sur les écosystèmes

Les algues, Chlamydomonas nivalis , qui prospèrent dans la neige forment des zones rouges dans les suncups sur cette surface de neige

La vie végétale et animale endémique des zones enneigées développe des moyens de s’adapter. Parmi les mécanismes d’adaptation des plantes figurent la dormance, le dépérissement saisonnier, la survie des graines ; et pour les animaux sont l’hibernation, l’isolation, la chimie antigel, le stockage de la nourriture, le puisage dans les réserves de l’intérieur du corps et le regroupement pour la chaleur mutuelle. ^[102]

La vie végétale

La neige interagit avec la végétation de deux manières principales, la végétation peut influencer le dépôt et la rétention de la neige et, inversement, la présence de neige peut affecter la distribution et la croissance de la végétation. Branches d’arbres, en particulier de conifèresintercepter la neige qui tombe et prévenir l’accumulation au sol. La neige en suspension dans les arbres s’ablate plus rapidement que celle au sol, en raison de sa plus grande exposition au soleil et aux mouvements de l’air. Les arbres et autres plantes peuvent également favoriser la rétention de neige au sol, qui autrement serait soufflée ailleurs ou fondue par le soleil. La neige affecte la végétation de plusieurs façons, la présence d’eau stockée peut favoriser la croissance, mais le début annuel de la croissance dépend du départ du manteau neigeux pour les plantes qui sont enterrées en dessous. De plus, les avalanches et l’érosion due à la fonte des neiges peuvent décaper le terrain de la végétation. ^[1]

Vie animale

Le renard arctique , un prédateur des petits animaux qui vivent sous la neige

La neige soutient une grande variété d’animaux à la fois en surface et en dessous. De nombreux invertébrés prospèrent dans la neige, notamment les araignées , les guêpes , les coléoptères , les scorpions des neiges et les collemboles . Ces arthropodes sont généralement actifs à des températures allant jusqu’à -5 ° C (23 ° F). Les invertébrés se divisent en deux groupes, en ce qui concerne les températures inférieures au point de congélation : les résistants au gel et ceux qui évitent le gel parce qu’ils sont sensibles au gel. Le premier groupe peut être résistant au froid en raison de sa capacité à produire des agents antigel dans leurs fluides corporels qui permettent de survivre à une longue exposition à des conditions inférieures au point de congélation. Certains organismes jeûnentpendant l’hiver, ce qui expulse les contenus sensibles au gel de leurs voies digestives. La capacité de survivre à l’absence d’oxygène dans la glace est un mécanisme de survie supplémentaire. ^[102]

Les petits vertébrés sont actifs sous la neige. Parmi les vertébrés, les salamandres alpines sont actives dans la neige à des températures aussi basses que -8 ° C (18 ° F); ils creusent à la surface au printemps et pondent leurs œufs dans des étangs de fonte. Parmi les mammifères, ceux qui restent actifs pèsent généralement moins de 250 grammes (8,8 oz). Les omnivores sont plus susceptibles d’entrer dans une torpeur ou d’ hiberner , tandis que les herbivores sont plus susceptibles de maintenir des caches de nourriture sous la neige. Les campagnols stockent jusqu’à 3 kilogrammes (6,6 lb) de nourriture et les pikas jusqu’à 20 kilogrammes (44 lb). Les campagnols se blottissent également dans des nids communs pour profiter de la chaleur les uns des autres. En surface, des loups ,les coyotes , les renards , les lynx et les belettes dépendent de ces habitants du sous-sol pour se nourrir et plongent souvent dans le manteau neigeux pour les trouver. ^[102]

En dehors de la Terre

La “neige” extraterrestre comprend les précipitations à base d’eau, mais aussi les précipitations d’autres composés répandus sur d’autres planètes et lunes du système solaire . Les exemples sont :

• Sur Mars , les observations de l’ atterrisseur Phoenix Mars révèlent que des cristaux de neige à base d’eau se produisent à des latitudes élevées. ^[103] De plus, le dioxyde de carbone précipite des nuages ​​pendant les hivers martiens aux pôles et contribue à un dépôt saisonnier de ce composé, qui est le composant principal des calottes glaciaires de cette planète . ^[104]
• Sur Vénus , les observations du vaisseau spatial Magellan révèlent la présence d’une substance métallique, qui précipite sous forme de ” neige de Vénus ” et laisse une substance hautement réfléchissante au sommet des plus hauts sommets des montagnes de Vénus ressemblant à de la neige terrestre. Compte tenu des températures élevées sur Vénus, les principaux candidats pour le précipité sont le sulfure de plomb et le sulfure de bismuth (III) . ^[105]
• Sur Titan , la lune de Saturne , les observations de l’ engin spatial Cassini-Huygens suggèrent la présence de méthane ou d’une autre forme de dépôts cristallins à base d’ hydrocarbures . ^[106]

Voir également

Lexique

• Mots esquimaux pour la neige
• Le mauvais type de neige

Événements de neige notables

• 2007 neige orange de Sibérie
• Tondeuse albertaine
• Liste des blizzards
• Liste des endroits les plus enneigés des États-Unis par État

des loisirs

• Ski
• Traîneau
• Ange des neiges
• Canon à neige
• Bonhomme de neige
• Motoneige
• Sport d’hiver

Notions connexes

• Pluie verglaçante
• Gel
• Graupel
• Grêle
• Glace
• Granules de glace
• Rime
• Neige fondue
• Ceinture de neige

Sciences et scientifiques

• Hydrologie de la neige
• Chronologie de la recherche sur les flocons de neige
• Ukichiro Nakaya

Ouvrages à neige

• Iglou
• Quinzhee
• Grotte de neige
• Préparation de la neige

Références

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