À première vue, un flocon de neige est similaire à un autre. Et même si, un jour de neige, nous voulons les étudier, il est plutôt difficile de le faire entre nos mains, vu la vitesse à laquelle ils fondent. Malgré tout, un américain a réussi à mettre au point une technique pour les observer et les photographier. Wilson Bentley est ainsi le premier homme qui a réussi à les étudier en utilisant du velours noir pour les prendre en photos et ce, avant que le flocon ne se sublime. N’hésitez pas à aller consulter ses travaux, qui sont un vrai plaisir pour les yeux !

À travers ses clichés, il a réussi à capturer la beauté des flocons et leurs particularités. Ses travaux ont également permis de mettre en évidence l’existence de différentes formes de flocons de neige.

On observe alors trois types de formes principales : les plaquettes ou assiettes, les étoiles, et les aiguilles ou colonnes. Cependant, l’Association Internationale des Sciences Cryosphériques (AISC) en à dénombré sept catégories : les plaquettes, étoiles, dendrites, colonnes, aiguilles, boutons de manchettes et les particules irrégulières. Malgré ces catégories générales qui ont été établies il ne faut pas oublier que chaque flocon est unique et qu’il en existe une multitude de formes et d’aspects.

Globalement, chaque flocon est classé dans une de ces catégories. Et chaque flocon a une structure unique. Cependant, ils ont tous un point commun, ils possèdent tous un centre de forme hexagonale. Il a également pu être mis en évidence le fait que la forme des flocons de neige dépend des conditions météorologiques comme la température et l’humidité au cœur du nuage.

 

Comment se forment les flocons ?

Pour obtenir de la neige et des flocons, il faut qu’il y ait des nuages d’altitudes et que ceux-ci respectent plusieurs conditions : la température dans le nuage doit être négative et l’atmosphère doit contenir de la vapeur d’eau et des micropoussières.

La formation des flocons commence quand la vapeur d’eau se condense jusqu’à former des cristaux de glace hexagonaux. Globalement, la naissance d’un flocon de neige se résume à des molécules d’eau qui se collent à un grain de poussière.

En fonction des conditions dans le nuage, comme la température et l’humidité, les branches du flocon grandissent de manière plus ou moins fines et de manière plus ou moins importantes. La dernière étape est celle qui fait passer le flocon du nuage à celui où il tombe. Cette étape est dépendante du poids du flocon. Ainsi, le flocon lors de sa création mesure quelques micromètres et lors de son évolution il grossit jusqu’à mesurer quelques millimètres, ce qui va entraîner sa chute et donc il neige.

Malgré les différences entre chaque flocon de neige et les grandes familles de flocons qui existent, ceux-ci ont toujours une base hexagonale. Cette structure hexagonale s’explique par la façon dont les molécules d’eau s’accrochent entre elles pour former un cristal. La molécule d’eau étant constituée d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogènes, celle-ci à une configuration coudée. Entre elles, les molécules d’eau vont interagir et former des liaisons hydrogènes. Les molécules vont s’arranger entre elles, selon leur géométrie, pour former un réseau et aboutir à une structure hexagonale.

 

Quelles sont les différentes formes des flocons de neige en fonction des conditions observées ?

Selon certaines conditions météorologiques, et les différentes familles de flocons qui ont été établies, on peut établir des conditions types pour retrouver certaines familles de flocons :

  • De 0 à -4 °C, on observe des flocons plutôt plats de types plaquettes
  • De -4 à -6 °C on obtient des aiguilles
  • De -6 à -10 °C, la forme de flocon correspondante est des colonnes
  • De -10 à -12 °C une forme d’étoile est observée
  • Des dendrites sont obtenues à des températures entre -12 à -16 °C

Pour s’y retrouver, le physicien Japonais Ukishiro Nakaya a mis au point un graphique sur la morphologie des flocons de neige. En fonction de la température et la sursaturation, ce graphique montre quelle forme de flocon est obtenue. C’est également lui qui a les crédits quant à la création du premier flocon de neige artificielle.

Même si deux flocons ne peuvent être similaires, des règles ont été établies selon certaines observations :

  • Plus il fait froid, plus les branches d’un flocon vont être longues.
  • Lors de température plus « chaudes », les branches vont s’épaissirent.
  • A des températures proches de 0°C, les flocons sont humides et s’agglutinent facilement, faisant des agroupements de flocons plutôt larges.
  • Les cristaux qui passent dans des courants d’air froids sont durs et ne collent pas ensemble.

Une fois tombé, la structure du flocon est encore source de variation, en fonction de la température du sol. Dans ce cas-là, il est assez difficile de savoir comment se comporte cette structure et si celle-ci à une influence sur la qualité de la neige.

 

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