La neige () est une forme de précipitations.. atmosphériques constituée de particules de glace ramifiées, de structure et d'aspect très variables qui sont la plupart du temps cristallisées. et agglomérées en flocons contenant de l'air. Mais cette glace peut aussi être sous forme de grains (neige en grains, neige roulée) ou mouillée. Lorsqu'il y a suffisamment de froid et d'humidité dans l'atmosphère, la neige se forme naturellement par condensation solide de la vapeur d'eau à saturation autour des noyaux de congélation. Selon sa structure et le vent, la neige tombe plus ou moins vite vers le sol. Sa formation dans l'atmosphère en réseau ramifié de particules solides distingue la neige d'autres précipitations relativement voisines comme la grêle ou le grésil.
La neige est aussi le dépôt des précipitations sur le sol ou sur un obstacle avant le sol (un toit, un arbre...) : c'est le manteau neigeux. Elle est donc toujours constituée d'un mélange de glace et d'air, avec parfois (si sa température est proche de ) de l'eau liquide. Le dépôt de ce matériau évolue, soit en mouvement (en poudrerie, transportée par le vent, ou en avalanche), soit sur place, naturellement (dans une plaque, un névé, une corniche, une congère) ou artificiellement (par damage ou trituration lors d'évacuations mécaniques (ex : chasse-neige, souffleuse à neige) ou manuelles (ex : pelle à neige, boule de neige), ou lors de préparations pour une piste de ski ou d'écrasements par circulation).
La neige disparaît soit : par fonte : lorsque ses cristaux ou ses grains de glace fondent (par l'effet du rayonnement solaire ou de la température de l'air ou du flux géothermique), vers de l'eau liquide ; par tassement lorsque l'air contenu est quasi complètement évacué : naturel vers un glacier, artificiel, par damage et fonte, vers du verglas ; par sublimation : vers de la vapeur d'eau contenue dans l'atmosphère.
Les enneigeurs (plus connus comme canon à neige) produisent de la neige artificielle, en réalité de minuscules grains de glace proches de la neige fondue. Cette technique est utilisée sur les pistes de ski intérieures, mais aussi dans les stations de sports d'hiver pour améliorer et prolonger l'enneigement des pistes.
La nivologie est la science de la neige.
Étymologie Le substantif féminin neige est le déverbal de neiger () [consulté le 2018]. [consulté le 2018].Entrée () dans le Dictionnaire de français, en ligne sur le site des éditions Larousse [consulté le 2018].Entrée () dans () [consulté le 2018].Entrée , dans [consulté le 2018].. Il est attesté au : d'après le Trésor de la langue française informatisé, sa plus ancienne occurrence connue () se trouve dans l'éloge funèbre écrite par Watriquet de Couvin pour la mort en de Gaucher de Châtillon, le jour de l'AscensionEntrée dans , sur le site des Archives de littérature du Moyen Âge [consulté le 2018].. Sa graphie actuelle (pluriel ‹ neiges ›) est attestée en avec Le Testament de François Villon. Le mot « neige » supplanta l'ancien français noif.
Aspects physiques La neige peut être un matériau composite naturel : c'est un agrégat de particules d'eau sous forme solide (cristaux ou grains) et parfois partiellement liquide, et d'air. La neige est hétérogène, polyphasique, déformable, de couleur blanche, isolante thermiquement, thermo-sensible, glissante, éphémère. C'est un matériau en constante transformation..
La neige est essentiellement blanche, mais légèrement bleutée en raison de la réflexion diffuse. Les cristaux de neige sont en effet transparents, mais la lumière est réfléchie de façon quasiment identique (le bleu étant légèrement moins absorbé) sur leurs interfaces, c'est-à-dire sur les joints de grain, dont l'orientation est distribuée aléatoirement. Cette nuance bleutée est particulièrement visible sur de grandes épaisseurs de glace, par exemple sur les glaciers. Avec le temps, les cristaux de glace s'arrondissent et perdent leur pouvoir réfléchissant, si bien que la neige d'hiver réfléchit seulement 50 % de la lumière tandis que la neige de printemps a le teint plus mat que celle tombée quelques mois auparavant..
Le code METAR d'observation de la neige est « SN »..
Historique Johannes Kepler fut l’un des premiers scientifiques à s’intéresser à la formation des flocons. Il rédige en 1611 un traité, L’Étrenne ou la neige sexangulaire. Vers 1930, le Japonais Ukichiro Nakaya forme ses propres flocons dans des conditions expérimentales, fixant la température et la saturation en eau. Il s’aperçoit alors que la forme des cristaux dépend de ces deux paramètres. En 1935, Tor Bergeron développe la théorie de croissance des flocons à partir de la cannibalisation des gouttes d’eau surfondues appelée l’effet Bergeron.
Diversité
thumb|Cristaux de neige, photographiés par Wilson Bentley (1865-1931) Dans un nuage très froid, la vapeur d’eau se condense directement en cristaux de glace sur des particules en suspension (poussières, fumée…). S'ils ne rencontrent que des couches d’air de température inférieure à pendant leur chute, les cristaux s’agglutinent et se combinent pour former des flocons de plus en plus larges. L’assemblage de ces cristaux dépend essentiellement des températures. La seule caractéristique commune à tous les cristaux est leur structure hexagonale, qui correspond à une minimisation de l’énergie potentielle chimique du cristal.
La forme des cristaux de neige varie en fonction des conditions atmosphériques de l'air dans le nuage lors de leur formation d'abord avec la température, mais aussi avec le degré d’humidité. : température de : minces plaques hexagonales. ; température de : aiguilles ; température de : colonnes creuses ; température de : cristaux à six pointes longues ; température de : dendrites filiformes.
La densité de la neige fraîchement tombée est très variable. Cette variation dépend du type de cristaux favorisés par la température dans la couche où la neige se forme, et du vent qui est un facteur limitatif à leur croissance. De plus, la température de l'atmosphère variant avec l'altitude, on a généralement une variété de types de flocons. Finalement, la friction près du sol par le déplacement dû au vent va briser certains cristaux et ainsi modifier le rapport entre la masse des flocons et l'air contenu dans la congère.
Les statistiques donnent une moyenne de , avec un écart type de qui confirme le caractère dispersé de ce critère. Le rapport entre la hauteur d'eau dans un nivomètre provenant de la masse de neige et la hauteur mesurée au sol de cette neige est ainsi souvent donné comme pour (rapport ). Cependant, des études canadiennes et américaines montrent que ce rapport varie entre (température très élevée) et (temps très froid)..
Des études récentes ont montré que certaines bactéries (dites glaçogènes) jouent un rôle important dans la formation des cristaux de glace ou de neige. Ces bactéries sont normalement épiphytes (pseudomonas sp. par exemple) mais peuvent parfois être pathogènes. Elles sont identifiées dans de nombreux échantillons de neige en France, en Amérique du Nord et en AntarctiqueArticle paru dans la revue Science du 29 février 2008.
Les diverses générations d'un cristal d'eau dans la neige La formation et l'évolution des cristaux intègrent. : les multiples degrés de liberté d'association chimique des molécules d'eau ; l'expression de ces possibilités est favorisée par la relative lenteur de cristallisation : une dizaine de minutes à quelques heures. Ceci est à la base de l'extrême diversité des formes créées ; les diverses conditions météorologiques rencontrées entre la formation et la disparition : conditions du niveau de formation, avant les précipitations, conditions des couches atmosphériques traversées, conditions au niveau du sol, s'il est atteint.
La faiblesse des liens entre molécules d'eau rend ces cristaux très sensibles à toute modification de leur environnement. On peut considérer le cristal de neige comme instable et qu'il doit être en phase de cristallisation pour conserver sa forme, si bien que des recombinaisons se produisent dès que celle-ci s'interrompt. Cette vive sensibilité rend difficile l'observation microscopique des cristaux sans précautions particulières.
Conditions du niveau de formation La neige commence en altitude dans un nuage où la température est sous le point de congélation () autour d'un noyau glacigène. Les paramètres des mouvements d'air ascendants conditionnent particulièrement la durée de cristallisation et les possibilités de pénétration dans des couches différentes par leur hygrométrie, température, pression, etc. À ce niveau, des cristaux peuvent fondre, se sublimer, se combiner, mais aussi se trouver recouverts d'eau en surfusion ; les cristaux se couvrent de nodules d'abord invisibles, mais qui peuvent dans certains cas leur donner un aspect de « fleur de mimosa ».
Même si l'air n'est pas ascendant, la résistance qu'il oppose parfois demande l'agglomération de plusieurs cristaux avant que les précipitations ne se déclenchent.
Conditions des précipitations
La turbulence et l'hygrométrie vont en particulier régir la disparition (fonte ou sublimation) des cristaux et des flocons ou au contraire leur agglomération progressive. Des flocons partiellement liquéfiés peuvent également subir une cristallisation brutale à la rencontre d'une atmosphère plus froide ; si le phénomène est massif, on parle de grésil.
La variation des paramètres météorologiques avec l'altitude se caractérise tout spécialement par la détermination de la fameuse limite pluie/neige.
Conditions de cristallisation au sol Sous les latitudes tempérées (sol « chaud »), le fort pouvoir isolant de la neige associé encore à l'albédo rend possible la création rapide d'un gradient thermique entre le sol chaud et isolé et la surface réfléchissante froide ; il peut atteindre . Or, on constate que les cristaux d'une couche de neige, dans un gradient de température, rentrent dans un processus de recristallisation se traduisant par un accroissement de la taille moyenne des cristaux. De ce point de vue, on considère qu'une épaisseur de quinze centimètres suffit à l'établissement d'un gradient.
Les conditions de cristallisations étant bien différentes de celles de la haute atmosphère, la cristallisation au sol produit des formes nouvelles mais moins élaborées.
Jour de neige Un jour de neige est une période de 24 heures représentant un jour climatologique et au cours duquel on observe une chute de neige. Le nombre de jours et la quantité de neige annuels font partie du type de climat.
Odeur de la neige Même si en hiver, l'air froid et sec crée un environnement pauvre en odeurs car elles sont moins volatiles, la neige présente un léger parfum. Les sensations olfactives liées à l'humidité combinées à la sensation physique de respirer de l'air froid permettent de lui donner une identité propre. Au fil du temps, la neige absorbe des composés provenant de l'air et marginalement du sol, ce qui complexifie son arôme et augmente sa puissance. Elle prend alors les caractéristiques de son environnement. Lorsque la neige est sur le point de tomber, l'air est un peu plus chaud et plus humide, ce qui favorise la diffusion des odeurs et procure une sensation particulière. De plus, en réchauffant le sol et l'air, le changement climatique favorise la circulation et l'intensité des molécules odorantes, ce qui modifie l'odeur de la neige.
Le parfumeur Christopher Brosius de a créé un parfum appelé « Snow » où il tente de recréer la senteur de la première chute de neige de l'année. Il la qualifie de terreuse, humide, légèrement verte et poussiéreuse.
Évolution du manteau neigeux