FLOCONS DE NEIGE : CRÉATION ET TRANSFORMATION
Vous êtes-vous déjà demandé, en skiant sur la neige, pourquoi les flocons de neige ont cette forme ? Ou comment est-il possible d'avoir ces formes cristallines, géométriques et complexes ? Dans cet article nous allons vous donner toutes les réponses qui vous aideront à comprendre le phénomène des flocons de neige.
L'ÉTUDE DES FLOCONS DE NEIGE
Curieusement, les flocons de neige sont étudiés depuis de nombreuses années et font l'objet de projets de recherche de nombreux scientifiques. En 1611, un scientifique nommé Johann Kepler a écrit l'ouvrage Strenea seu de nive sexángula. Plus tard, le philosophe René Descartes fut le premier à décrire la forme des cristaux de neige, du moins ce que sa vue humaine lui permettait de faire. Si nous approchons du siècle dernier, vous avez Wilson A. Bentley qui a collecté plus de 5 000 images de flocons de neige, dont plus de 200 ont été publiées dans son livre Snow Crystals.
Cependant, l'étude la plus approfondie sur les flocons de neige a été réalisée par le Japonais Ukichiro Nakaya d'Hokkaido. La technique qu'il a utilisée pour mener ses recherches consistait à photographier un grand nombre de cristaux de neige et à les cataloguer selon leurs différents types.
COMMENT SE FORMENT LES FLOCONS DE NEIGE ?
En atmosphères sèches, les cristaux prennent un aspect beaucoup plus austère, avec des cousins hexagonaux. Au fur et à mesure que les degrés diminuent, les prismes hexagonaux s'allongent et prennent plusieurs fois la forme d'une colonne. Ce qui se produit, c'est qu'une fine couche de liquide apparaît à la surface de la glace lorsqu'elle entre en contact avec l'atmosphère. Ainsi, lorsque des conditions très froides surviennent en dessous de 25°C et 10°C les cristaux perdent leur hauteur et deviennent des prismes plats. Lorsqu'elle dépasse 10ºC, elles redeviennent des colonnes, et elles s'aplatissent à nouveau si le mercure monte aux alentours de zéro degré.
Au fur et à mesure que les flocons de neige tombent, d'autres particules d'eau les rejoignent, créant et formant de nouvelles formes géométriques. La forme et la géométrie varient en fonction de la température et de l'humidité, et un minimum de six degrés Celsius et une faible humidité sont nécessaires. À mesure que l’humidité augmente et que la température diminue, les formes des flocons deviennent plus complexes.
En raison de cette complexité et de cette variété d'éclats, de nombreux scientifiques ont défendu la théorie selon laquelle chaque éclat est différent et unique. De plus, la neige n'est pas blanche, elle est en réalité incolore et transparente, ce qui se passe pour nous, c'est que les rayons du soleil réfléchis sur la surface lui donnent cette couleur à nos yeux.
D'autre part, chaque flocon de neige suit une trajectoire et présente une histoire très claire depuis le nuage d'où il naît jusqu'à sa fonte. De nombreuses montées et descentes, amas et collisions se produisent une fois que le flocon de neige quitte le nuage. C'est alors lorsqu'il rencontre différentes situations atmosphériques, telles que la pression, le vent et la température qui finissent par conditionner sa géométrie finale.
Comme nous l'avons mentionné précédemment, chaque flocon de neige sera unique et exclusif, cependant, il est possible d'établir une mesure générale des flocons de neige qui aurait autour d'un diamètre de entre huit et dix centimètres. En effet, en fonction de la température on peut en déduire la forme ou la taille des flocons.
À des températures extrêmement basses, les flocons sont souvent colonnaires. Si la chaleur augmente un peu, des dendrites apparaissent et à une température de moins -10 degrés Celsius, des flocons en forme de plaque apparaissent. Si nous augmentons la température de quatre degrés, elles se transformeront en formes de colonnes creuses, tandis qu'à -4 degrés Celsius, nous retrouverons des formes particulières d'aiguilles. Enfin, avec une température nulle est le moment où les formes les plus étonnantes sont produites, les hexagones .
Quand il y a des chutes de neige incroyables, le plus normal est que les flocons de neige qui tombent forment des amas de petites étoiles et autres cristaux de neige microscopiques. Cependant, il existe parfois des conditions parfaites pour voir la structure du flocon de neige à l'œil nu, comme l'explique le physicien, météorologue et communicateur scientifique José Miguel Viñas :
« Parfois, lorsque les conditions de neige sont bonnes, des étoiles de neige individuelles et macroscopiques se précipitent. Dans la plupart des chutes de neige, il est normal que tombent des flocons constitués d'amas de petites étoiles ou d'autres cristaux de neige microscopiques »
LES CINQ TYPES DE FLOCONS DE NEIGE
- PRISES SIMPLES
Ce sont les plus courants que nous trouverons. Sa forme peut passer de longs prismes hexagonaux à une fine feuille. Ce n’est pas parce qu’ils sont les plus courants, mais ils seront les plus faciles à voir, car leurs prismes sont si petits qu’il faudra regarder de près pour les trouver.
- PLAQUES ÉTOILES
La forme de ce flocon de neige est la première chose qui nous vient à l'esprit quand on pense aux flocons. Ce sont des cristaux de glace laminés dotés de six bras suffisamment larges pour former une étoile. Les bordures sont généralement constituées de branches décorées de marques symétriques qui les rendent plus spéciales.
- DENTRITES STELLAIRES
Ce sont les plus délicats et possèdent 6 branches principales et plusieurs types de branches secondaires. Ces flocons sont parfaitement visibles car ils sont plus gros que ceux mentionnés ci-dessus.
- CRISTAUX TRIANGULAIRES
Les effets aérodynamiques provoquent la formation de cristaux de neige. En général ils sont petits avec des triangles inhabituels. Parfois les branches apparaissent aux six coins donnant lieu à des formes étranges.
- FLACONS DE NEIGE ARTIFICIELS
Bien qu'il ne s'agisse pas de neige formée par la nature elle-même, la vérité est que la Commission internationale de la neige et de la glace considère ses flocons comme un type de neige. Sa production est due aux machines à neige artificielle et elles ne génèrent aucun type de géométrie spécifique. En fait, nous avons un article sur notre blog qui pourrait vous intéresser si vous souhaitez approfondir le sujet, car il parle de Neige : artificielle ou naturelle ?.
La formation et la transformation des flocons de neige constituent donc un monde scientifique pour le moins intrigant. Nous espérons que cet article vous a aidé à répondre à toutes vos questions sur la façon dont la nature peut nous donner ces formes étonnantes et complexes avec seulement quelques gouttes d'eau.
QUESTIONS ET RÉPONSES
- POURQUOI LES FLOCONS DE NEIGE SONT-ILS BLANCS ?
Les flocons de neige ne sont pas blancs en tant que tels car la glace qui les forme n'est d'aucune couleur, mais la couleur blanche se reflète devant l'œil humain grâce aux rayons du soleil qui se positionnent sur la multitude de particules cristallines de glace.
- OÙ DANS LE MONDE NEIGE-T-IL LE PLUS ?
Il neige généralement davantage dans les pays de l'hémisphère nord comme le Japon ou le sud-ouest des États-Unis. D'autres régions où de grandes quantités de neige s'accumulent se trouvent dans le sud de l'Alaska.
- QUELLE EST LA TAILLE D'UN FLOCON DE NEIGE ?
Un flocon de neige mesure généralement entre huit et dix centimètres, bien que sa forme puisse varier en fonction des conditions environnementales.
- QUELS TYPES DE FLOCONS DE NEIGE EXISTE-T-IL ?
Les types de flocons de neige qui existent sont les prismes, les feuilles étoilées, les dendrites stellaires, les cristaux triangulaires et les flocons de neige artificiels.
- COMMENT SE FORMENT LES FLOCONS DE NEIGE ?
La formation provient de la production de neige, pour sa part la création du flocon de neige commence dans les nuages à partir de poussière et de gouttes de vapeur d'eau qui s'accumulent et gèlent en raison des basses températures.
- COMMENT EXPLIQUER À UN ENFANT LA FORMATION DES FLOCONS DE NEIGE ?
Pour qu'un enfant comprenne la formation des flocons de neige, vous pouvez lui dire que lorsque les températures sont inférieures à 0ºC, les gouttes de liquide viennent de cristalliser. De plus, lorsque les petits cristaux entrent en collision les uns avec les autres, ils se collent les uns aux autres pour former des flocons.
- COMMENT FAIRE DES FLOCONS DE NEIGE EN PAPIER ?
Pour fabriquer des flocons de neige en papier, vous aurez besoin d'une feuille carrée, au format A4 normal et nous commencerons à découper le papier pour avoir une feuille carrée. Deuxièmement, nous plierons la feuille en deux le long de la diagonale pour obtenir un triangle, puis à nouveau en deux, et enfin, nous diviserons la partie supérieure en trois parties et ferons quelques marques pour la plier en trois parties égales. Vous obtiendrez un flocon de neige à six bras.
- QUEL DOIT ÊTRE LE TEMPS POUR QU'IL NEIGE ?
Pour qu'il neige, il faut que les températures soient environ 0 degré en dessous de cette valeur dans les différentes couches atmosphériques.
- QUELLE FORME EST UN FLOCON DE NEIGE ?
La figure qui comporte un flocon de neige est hexagonale, bien que sa géométrie varie et puisse donner lieu à un triangle ou à un dodécagone. L'eau est constituée de molécules et les molécules sont des atomes liés qui se collent les uns aux autres.
- QUELLE EST LA VILLE OÙ IL NEIGE LE PLUS EN ESPAGNE ?
L'une des villes les plus enneigées est Piorneda, un petit village de la municipalité de Cervantes dans la province de Lugo, même s'il neige généralement beaucoup dans toutes les zones rurales et montagneuses.
