Pluie verglaçante - Freezing rain
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La pluie verglaçante est le nom donné à la pluie maintenue à des températures inférieures au point de congélation par la masse d'air ambiant qui cause le gel au contact des surfaces. Contrairement à un mélange de pluie et de neige ou de granules de glace , la pluie verglaçante est entièrement constituée de gouttelettes de liquide . Les gouttes de pluie deviennent surfondues en passant à travers une couche d'air sous-gelée à des centaines de mètres au-dessus du sol, puis gèlent lors de l'impact avec toute surface qu'elles rencontrent, y compris le sol, les arbres, les fils électriques, les avions et les automobiles. La glace qui en résulte, appelée glace glacée , peut s'accumuler sur une épaisseur de plusieurs centimètres et recouvrir toutes les surfaces exposées. Le code METAR pour la pluie verglaçante est FZRA .
Une tempête qui produit une épaisseur importante de glace glacée à cause de la pluie verglaçante est souvent appelée tempête de verglas . Bien que ces tempêtes ne soient pas particulièrement violentes, la pluie verglaçante est connue pour causer des problèmes de déplacement sur les routes, briser des branches d'arbres et abattre des lignes électriques sous le poids de l'accumulation de glace. Les lignes électriques tombées en panne provoquent des pannes de courant dans les zones touchées, tandis que la glace accumulée peut également présenter des risques aériens importants. Il est également connu pour être extrêmement dangereux pour les aéronefs, car la glace peut effectivement «remodeler» la forme du profil aérodynamique et des gouvernes de vol . (Voir givrage atmosphérique .)
Mécanisme
La pluie verglaçante est souvent associée à l'approche d'un front chaud , lorsque l'air sous-gel (températures égales ou inférieures au point de congélation) est emprisonné dans les niveaux les plus bas de l'atmosphère tandis que l'air chaud advecte en altitude. Cela se produit, par exemple, lorsqu'un système dépressionnaire se déplace de la vallée du Mississippi vers les Appalaches et la vallée du fleuve Saint-Laurent en Amérique du Nord pendant la saison froide, avec un fort système de haute pression situé plus à l'est. Cette configuration est connue sous le nom de barrage à air froid et se caractérise par un air très froid et sec à la surface dans la région de haute pression. L'air chaud du golfe du Mexique est souvent le carburant des précipitations verglaçantes.
La pluie verglaçante se développe lorsque la neige qui tombe rencontre une couche d'air chaud en altitude, généralement autour du niveau de 800 mbar (800 hPa ), provoquant la fonte de la neige et la formation de pluie. Au fur et à mesure que la pluie continue de tomber, elle traverse une couche d'air sous-gel juste au-dessus de la surface et se refroidit à une température inférieure à zéro (0 ° C ou 32 ° F). Si cette couche d'air sous-gel est suffisamment profonde, les gouttes de pluie peuvent avoir le temps de geler en granules de glace (grésil) avant d'atteindre le sol. Cependant, si la couche d'air sous-gel à la surface est très peu profonde, les gouttes de pluie qui la traversent n'auront pas le temps de geler et elles toucheront le sol sous forme de pluie surfondue . Lorsque ces gouttes surfondues entrent en contact avec le sol, des lignes électriques, des branches d'arbres, des avions ou tout autre élément en dessous de 0 ° C (32 ° F), une partie des gouttes gèle instantanément, formant une mince couche de glace, d'où la pluie verglaçante. Le processus physique spécifique par lequel cela se produit est appelé nucléation .
Observations
Les observations de surface par des stations habitées ou automatiques sont la seule confirmation directe de la pluie verglaçante. On ne peut jamais voir directement de la pluie verglaçante, de la pluie ou de la neige sur les radars météo , Doppler ou conventionnels. Cependant, il est possible d'estimer la zone couverte par la pluie verglaçante avec des radars indirectement.
L'intensité des échos radar ( réflectivité ) est proportionnelle à la forme (eau ou glace) de la précipitation et à son diamètre. En fait, la pluie a un pouvoir réfléchissant beaucoup plus fort que la neige mais son diamètre est beaucoup plus petit. Ainsi, la réflectivité de la pluie provenant de la neige fondue n'est que légèrement plus élevée. Cependant, dans la couche où la neige fond, les flocons humides ont encore un grand diamètre et sont recouverts d'eau, de sorte que les retours vers le radar sont beaucoup plus forts.
La présence de cette bande brillante indique qu'il y a une couche chaude au-dessus du sol où la neige fond. Cela pourrait produire de la pluie sur le sol ou la possibilité de pluie verglaçante si la température est inférieure à zéro. Cet artefact peut être localisé, comme sur l'image de gauche, avec une coupe transversale des données radar. La hauteur et la pente de la bande brillante donneront des indices sur l'étendue de la région où se produit la fusion. Ensuite, il est possible d'associer cet indice aux observations de surface et à la prédiction de modèles numériques pour produire des sorties telles que celles vues sur les programmes météorologiques de télévision qui divisent les échos radar en précipitations de pluie, mixtes et de neige.
Effets
Au niveau du sol
La pluie verglaçante provoque souvent des pannes d'électricité majeures en formant de la glace glacée. Lorsque la pluie verglaçante ou la bruine est légère et non prolongée, la glace formée est mince et ne cause généralement que des dommages mineurs (soulageant les arbres de leurs branches mortes, etc.). Cependant, lorsque de grandes quantités s'accumulent, il s'agit de l'un des types de danger hivernal les plus dangereux. Lorsque la couche de glace dépasse environ 6,4 mm (0,25 po), les branches d'arbres avec des branches fortement recouvertes de glace peuvent se briser sous le poids énorme et tomber sur les lignes électriques. Les conditions venteuses et la foudre , lorsqu'elles sont présentes, aggraveront les dégâts. Les lignes électriques recouvertes de glace deviennent extrêmement lourdes, provoquant la rupture des poteaux de support, des isolateurs et des lignes. La glace qui se forme sur les routes rend les déplacements des véhicules dangereux. Contrairement à la neige, la glace mouillée n'offre pratiquement aucune traction et les véhicules glisseront même sur des pentes douces. Parce que la pluie verglaçante ne frappe pas le sol sous forme de granule de glace (appelé "grésil") mais toujours sous forme de gouttelette de pluie, elle se conforme à la forme du sol ou à un objet tel qu'une branche d'arbre ou une voiture. Cela fait une épaisse couche de glace , souvent appelée «glaçure».
La pluie verglaçante et la glace glacée à grande échelle s'appellent une tempête de verglas . Les effets sur les plantes peuvent être graves, car ils ne peuvent pas supporter le poids de la glace. Les arbres peuvent se briser car ils sont dormants et fragiles en hiver. Les pins sont également victimes de tempêtes de verglas car leurs aiguilles attraperont la glace, mais ne pourront pas supporter le poids. En février 1994, une grave tempête de verglas a causé plus d'un milliard de dollars de dégâts dans le sud des États-Unis, principalement dans le Mississippi, le Tennessee, l'Alabama et l'ouest de la Caroline du Nord, en particulier dans les Appalaches. Une tempête de verglas particulièrement grave a frappé l'est du Canada et le nord de l' État de New York et de la Nouvelle-Angleterre lors de la tempête de verglas nord-américaine de 1998 .
Glaçage sur un arbre à La Malbaie, Québec
Glace sur conifère à Tomaszów Mazowiecki , Pologne
Suite de la pluie verglaçante dans l'oblast de Moscou , Russie , décembre 2010
Pannes de courant dues au poids de la glace sur les lignes ou aux branches d'arbres en surplomb
Avion
La pluie verglaçante est considérée comme un danger extrême pour les aéronefs, car elle provoque un givrage structurel très rapide et le gel des composants nécessaires. La plupart des hélicoptères et des petits avions n'ont pas l' équipement de dégivrage nécessaire pour voler sous une pluie verglaçante de toute intensité, et de fortes pluies verglaçantes peuvent submerger même les systèmes de dégivrage les plus sophistiqués des gros avions. Le givrage peut augmenter le poids d'un avion, mais pas suffisamment pour causer un danger. Le principal danger vient du fait que la glace change la forme de ses ailes . Cela réduira la portance et augmentera la traînée . Ces trois facteurs augmentent la vitesse de décrochage et réduisent les performances de l'aéronef, ce qui rend très difficile la montée ou même le maintien de l'altitude en palier.
Un avion peut plus facilement éviter la pluie verglaçante en se déplaçant dans un air plus chaud. Dans la plupart des conditions, il faudrait que l'aéronef descende, ce qu'il peut généralement faire en toute sécurité et facilement, même avec une accumulation modérée de glace structurelle. Cependant, la pluie verglaçante s'accompagne d'une inversion de température en altitude, ce qui signifie que les aéronefs doivent grimper pour se déplacer dans un air plus chaud, ce qui est une tâche potentiellement difficile et dangereuse avec même une petite quantité de glace.
Par exemple, en 1994, American Eagle Flight 4184 a rencontré le trafic aérien lourd et le mauvais temps qui a reporté l'arrivée de ce vol à Chicago de l' aéroport international O'Hare , où il devait être débarqué en cours de route d' Indianapolis, Indiana . L'ATR-72, un turbopropulseur bimoteur transportant 68 personnes, est entré dans un circuit d'attente à 105 km au sud-est d'O'Hare. Au fur et à mesure que l'avion tournait, des gouttelettes de nuages surfondues, de la pluie verglaçante ou de la bruine verglaçante ont formé une crête de glace sur la surface supérieure de ses ailes, provoquant finalement la déconnexion soudaine du pilote automatique de l'avion et la perte de contrôle des pilotes. L'ATR s'est désintégré à l'impact avec un champ en dessous; tous les passagers et membres d'équipage ont été tués.
Voir également
- Glace noir
- Bruine verglaçante
- Saluer
- Granules de glace
- Tempête de glace
- Conditions de givrage
- Liste des tempêtes de verglas