Nívol

Un nívol (var. borra, broma, brum, nieu, niu, nivòu, noa, nubla) es un ensems visible de particulas d'aiga liquida ò de cristaus de glaç en suspension dins l'atmosfèra. Segon lei condicions de saturacion e de condensacion, pòu entraïnar de precipitacions (plueja, nèu, grela).

Fotografia d'un grop de nívols.

Istòria de la comprenença dei nívols

De l'Antiquitat au sègle XIX

L'origina e la formacion dei nívols demorèron un fenomèn largament inexplicat de l'Antiquitat au començament dau sègle XIX en causa de la manca de coneissenças sus l'estructura de l'atmosfèra e sus l'aspècte termodinamic dei cambiaments d'estats. Ansin, la màger part dei filosòfs de la Grècia Antica supausavan que lei nívols èran d'exalacions umidas desgatjadas per la mar, lei corrents d'aiga ò la Tèrra. Per exemple, Aristòtel (384-322 avC) utilizèt sa teoria dei quatre elements per descriure una origina liada a una exalacion tellurica entraïnada per l'absorpcion dau raionament solar. Definiguèt de meteòrs umids (nívols, pluejas...) que se fòrmavan a partir de vapors aparegudas dins d'endrechs umids e de meteòrs eissuchs (vents, ulhauç...) qu'apareissián dins de zònas secas a partir d'exalacions eissuchas.

Pasmens, ben sovent, lei nívols foguèron considerats d'un ponch de vista teologica ò metafisica en causa de sa natura efemèra, de son liame amb lo cèu e de la manifestacion conjunta de fenomèns impressionants (chavana, tròn...). En particular, au sègle XII, divèrsei teologians europèus veguèron lei nívols coma de « nèblas misticas » susceptiblas de desvelar lo paradís durant la – brèva – durada de l'ulhauç. Aquela vision mistica demorèt frequenta dins leis arts fins au sègle XIX. En parallèl, la redescubèrta de l'òbra d'Aristòtel permetèt la difusion de seis idèas e de sei limits. Lei nívols i foguèron considerats coma de massas d'aire, d'aiga ò de fuòc suspendudas dins lo cèu, l'origina d'aquela suspension demorant desconeguda. Quauquei classificacions apareguèron, principalament fondadas sus la color, depintant de nívols negres cargats de plueja, de nívols blancs vueges e de nívols roge caracteristic de l'auròra.

La descubèrta de la fisica dei nívols

Fotografia de John Aitken.

L'estudi de la formacion e de l'evolucion dei nívols comencèt au sègle XIX. La premiera descubèrta importanta foguèt realizada per lo mètge britanic Augustus Volney Waller (1816-1870) utilizèt una teranhina per capturar de gotetas d'aiga formant una nèbla. Aquò permetèt d'establir la natura dei nívols que foguèt respectivament confiermada per lei meteorològs William Henry Dines (1855-1927) e Richard Assmann (1845-1918) en 1880 e en 1884. Puei, a la fin dau sègle XIX, de mesuras e d'observacions dins l'atmosfèra foguèron realizadas dirèctament dins de nívols.

En 1875, una experiéncia menada dins una chambra iperbara concebuda per lo Francés Paul-Jean Coulier (1824-1890) permetèt de començar d'explicar la formacion dei nívols. D'efiech, après aver demenit la temperatura e la pression, mostrèt que la condensacion de la vapor d'aiga èra pus importanta dins una atmosfèra empoussada. Sa descubèrta foguèt completada per lo fisician escocés John Aitken (1839-1919) qu'establiguèt qu'una subresaturacion èra necessària per entraïnar la condensacion. Puei, de recèrcas identifiquèron lo clorur de sòdi coma lo nuclèu de condensacion principau dins lei gotetas de nívols e de plueja.

En 1904, una experiéncia mostrèt l'importància dei collisions entre gotetas dins la formacion dei nívols, idèa ja supausada per René Descartes (1596-1650) en 1637. Lo resultat permetèt de descubrir lo limit aproximatiu dau diamètre dei gotetas d'aiga dins un nívol (aperaquí 6 mm). Puei, dins lo corrent dau sègle XX, lei progrès de l'aviacion permetèt de realizar aisament de mesuras in situ e d'afinar pauc a pauc lei coneissenças fins au desvolopament dei modèls meteorologics actuaus.

Lei classificacions dei nívols

Retrach de Luke Howard.

La premiera classificacion scientifica dei nívols foguèt publicada per Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) en 1803. Pasmens, foguèt lo sistèma de Luke Howard (1772-1864) que s'impausèt gràcias a son utilizacion dau latin introduch dins la classificacion dau vivent per lo naturalista suedés Carl von Linné (1707-1778). I inventèt lo nom dei tres categorias principalas de nívols (cumulus, estratús e cirrus) e de doas formas intermediàrias (cirrostratús e estratocumulus). En 1855, lo Francés Émilien Renou (1815-1902) i apondiguèt l'altocumulus e l'altostratus. L'Organizacion Meteorologica Mondiala adoptèt aquela version alargada en 1896. La modernizèt dos còps en 1956 e en 1987.

Ròtle dei nívols dins lo foncionament atmosferic

Observacion dau cubèrt nivolós mejan realizat per la NASA en 2009.

En despiech de formas, de colors e de caracteristas variadas e cambiantas, lei nívols jògan un ròtle actiu dins lo cicle de l'aiga e dins lei mecanismes de regularacion termica de l'atmosfèra. D'efiech, coma son principalament formats de vapor d'aiga, permèton l'umidificacion de la troposfèra e la redistribucion de l'aiga vèrs la superficia gràcias ai precipitacions. Vapor d'aiga e precipitacions an tanben un ròtle major dins lo bilanç radiatiu de la planeta e dins lei mecanismes de transferiment de la calor entre l'eqüator e lei pòls. En particular, son un element important de la circulacion atmosferica generala e la densitat de nívols es donc pus importanta lòng de la zòna de convergéncia intertropicala e dei 50^en parallèls que dins lei zònas anticiclonicas.

Formacion e composicion dei nívols

La formacion dei nívols

Lei nívols son la consequéncia de dos fenomèns que son l'evaporacion e la condensacion de la vapor d'aiga atmosferica. L'evaporacion deis aigas continentalas e oceanicas permet lo passatge de l'aiga dins l'atmosfèra sota la forma de vapor. Leis oceans son lo provesidor principau de vapor d'aiga, especialament dins lei regions de latituds mejanas. Puei, quand la concentracion de vapor aganta un nivèu sufisent, la condensacion entraïna l'aparicion de gotetas finas d'aiga ò de glaç que van formar lei nívols.

La condensacion es sovent lo resultat de l'ascension d'una massa d'aire fins a una altitud onte la tension de vapor saturanta es pron bassa per entraïnar un procès de condensacion significatiu. Aquel efiech es favorizat per la demenicion de la pression atmosferica amb l'altitud que causa una demenicion de temperatura d'aparicion dei gotetas d'aiga ò de cristaus de glaç. Quand l'ascension e la massa d'aire son pron importantas, aquò permet de passar lei 100% d'umiditat, çò qu'entraïna la condensacion d'una partida mai ò mens importanta de la vapor. Aqueu fenomèn libera de quantitats importantas d'energia e renfòrça la vigor dau nívol.

La condensacion pòu tanben èsser accelerada per la preséncia d'aerosòus que jògan lo ròtle de supòrt de condensacion (nuclèus de condensacion). Aquò permet la formacion de gotetas d'aiga ò de cristaus de glaç dins de condicions d'umiditat limitada ò de temperaturas tròp autas. Dins de condicions normalas, aqueu fenomèn accelera la formacion dei nívols car es rapide e aisat.

La composicion dei nívols

Lei nívols son compausats de gotetas d'aiga esfericas ò de cristaus de glaç exagonaus aguent un aspècte de plaquetas, d'estelas, de colonas, d'agulhas ò de dendritas. Lo diamètre dei gotetas passa rarament 30 a 40 µm. En revènge, la talha dei cristaus pòu de còps agantar quauquei millimètres. Lei talhas e lei densitats de particulas varian segon lo tipe de nívol. Lo volum d'aiga condensada pòu èsser considerable (fins a 800 000 t dins certanei cumulonimbus gigants).

Lei particulas formant lo nívol difusan la lutz dins cada direccion e donan a la formacion un aspèct opac. La color dei nívols es donc fòrça variabla en foncion de l'esclairatge. Son blancs ò gris dins lo corrent d'una jornada solelhada e gris blau se lo Soleu es escondut per un jaç nivolós espés. A l'auba e au calabrun, pòdon èsser jaunes, aranjats ò roges.

La classificacion dei nívols

Lei nívols classics

L'Organizacion Meteorologica Mondiala (OMM) destria dètz tipes de nívols a partir d'una classificacion basada sus tres formas e dos indicators :

• lei cirrus que son de nívols blancs d'altitud amb un aspèct filamentós.
• lei cumulus que son de formas arredondidas.
• leis estratús que son de veus nivolós orizontaus e gris.
• lo tèrme « nimbus » que designa de nívols de plueja.
• lo tèrme « alto » que designa de nívols d'altitud auta.

Aquelei cinc elements se combinan entre elei per formar de tèrmes compausats que permèton de depintar lei dètz tipes de nívols classics.

Tipe	Abreviacion	Fotò	Altitud	Constitucion	Descripcion	Temps associat
Cirrus	Ci		5 000-14 000 m	Glaç	Bendas ò filaments blancs e isolats	Nívols generalament situats a l'avans d'una depression
Cirrocumulus	Cc		6 000-10 000 m	Glaç	Flòcs blancs isolats	Nívols generalament situats a l'avans d'una depression
Cirrostratus	Cs		6 000-10 000 m	Glaç	Veu blanc transparent
Altocumulus	Ac		4 000 m	Glaç e aiga liquida	Grops ò tieras de flòcs blancs
Altostratus	As		2 000-6 000 m	Glaç e aiga liquida	Veu gris mai ò mens sorn	Nívols generalament situats a l'avans de precipitacions
Nimbostratus	Ns		2 000-7 000 m	Glaç e aiga liquida	Gris e tapant lo cèu	Plueja ò nevada
Estratocumulus	Sc		200-2 000 m	Aiga liquida	Ròtlèus plaçats tòcatòca
Estratús	St		Superficia-2 000 m	Aiga liquida	Jaç gris unifòrm formant un veu continú	Temps umid
Cumulus	Cu		Superficia-10 000 m	Aiga liquida	Gròssei massas blancas amb un contorn net	Bèu temps Raissa
Cumulonimbus	Cb		300-18 000 m	Aiga liquida	Gròssei massas sornas amb un desvolopament verticau	Chavana Raissàs Grèla

Lei nívols orografics

Nívols orografics formant una barriera a la cima dau mont Cervin.

Lei nívols orografics pòdon se formar dins un flux d'aire que passa una còla, una montanha isolada ò una cadena de montanhas. Son generalament d'altocumulus, d'estratocumulus ò de cumulus que son aspèct es modificat per la preséncia dau relèu. Dins lo cas d'una cima isolada, lei nívols orografics an generalament la forma d'una colareta enviroutant la montanha. De cadenas de còlas ò de montanhas pòdon entraïnar la formacion de nívols orizontaus de granda talha que van prendre l'aspèct d'una muralha nivolosa.

Lei nívols orografics an un ròtle climatic important car entraïnan la concentracion dei precipitacions sus lei versants expausats ai vents cargats d'umiditat. En America dau Nòrd, aquò es a l'origina de la preséncia de seuvas umidas lòng dau litorau de l'Ocean Pacific e de desèrts a l'èst dei Montanhas Rocosas. En Occitània, aquò explica lei diferéncias climaticas enregistradas entre lei pendís oèst e èst dei Cevenas.

Lei nívols artificiaus ò particulars

Fotografia d'una concentracion de tirassieras de condensacion dins l'atmosfèra terrèstra.

Fotografia de nívols nacrats a proximitat dau Pòl Nòrd.

Fotografia d'un nívol d'incendi similar a un cumulus (pirocumulus).

Divèrsei tipes de nívols artificiaus ò particulars existisson qu'intran pas dins lei classificacions precedentas. La formacion dei premiers es liada a d'activitats umanas. Lei segonds son de nívols rars que necessitan de formacions especialas per se formar ò que son encara mau coneguts e rarament observats.

Lei tirassieras de condensacion son lei nívols artificiaus pus frequents. Se forman a partir dei gas d'escapament deis avions. La vapor d'aiga d'aquelei gas se condensa fòrça rapidament gràcias a la preséncia de particulas solidas, eissidas de la combustion dau carburant, que jogan lo ròtle de nuclèus de condensacion. Forman de bendas blancas lusentas que s'alargan pauc a pauc e que pòdon semblar a de cirrus, a de cirrostratus ò a de cirrocumulus. Sa durada de vida es generalament de quauqueis oras.

Dins lei jaç atmosferics inferiors, lei gas e lei vapors d'escapament deis activitats umanas (industria, centralas electricas, automobilas... etc.) pòdon entraïnar la formacion de concentracions localas fòrça importantas de vapor d'aiga e de particulas. Dins de condicions establas, aquò pòu entraïnar la formacion de nívols a la superficia ò d'altituds fòrça feblas (generalament de tipe estratus) que participan au fenomèn de smog.

Lei nívols nacrats son de nívols rars que semblan a de cirrus ò a d'altocumulus. Semblan a de lentilhas ambé d'irizacions fòrça marcadas. Situats entre 15 e 25 km d'altitud, se forman a l'entorn dei pòls principalament d'ivèrn. An un ròtle important dins l'aparicion dei traucs observats dins lo jaç d'ozòn car catalizan lei reaccions quimicas de formacion de compausats clorats.

Lei nívols nuechencs son un fenomèn mau conegut. Situats entre 75 e 90 km d'altitud, aquelei nívols son fòrça rars e s'observan de nuech. Semblan a de cirrus fòrça fins. Son sovent blaus ò gris argentat mai pòdon de còps adoptar de tenchas aranjadas ò rojas. Son mecanisme de formacion seriá diferent dei nívols tradicionaus e liat a d'interaccions entre de poussas cosmicas e l'atmosfèra terrèstra.

Lei nívols d'erupcion volcanica an inicialament una forma pròcha d'un cumulonimbus ambé de protuberàncias que montan rapidament dins l'atmosfèra. Puei, s'estendon dins lei jaç atmosferics superiors e pòdon curbir de regions importantas. Entraïnan alora de modificacions fòrça caracteristicas de la lutz solara. Dins certanei cas, pòdon entrainar la formacion de chavanas fòrça violentas en causa de la condensacion fòrça rapida de la vapor d'aiga sus lei particulas solidas dau plumacho.

Enfin, lei nívols d'incendi an la particularitat de poder aver d'originas naturalas, artificialas ò mixtas. Son associats a d'incendis importants (seuva, sèrva d'idrocarburs... etc.). An un aspèct dens e sorn e se desvolopan rapidament. De còps, coma lei nívols volcanics, pòdon èsser a l'origina de chavanas en causa de la condensacion de la vapor d'aiga a l'entorn dei particulas solidas emesas per la combustion. Se son entraïnats per lo vent, prènon una forma fina que sembla a un veu pauc espés. Pòdon entraïnar de modificacion de la lutz solara.

Lei sistèmas nivolós

Article detalhat: Sistèma nivolós.

Sistèma nivolós associat a un ciclòn mediterranèu en 1982.

Un sistèma nivolós es un ensems organizat de nívols que demora ben visible durant una durada relativament importanta. Un tal sistèma es generalament format de plusors zònas diferenciadas que son dichas sectors nivolós. Aquelei sectors son organizats d'un biais especific que dona sei particularitats a un estat meteorologic. En particular, certanei sectors e sistèmas nivolós son tipicament associats ambé de depressions a l'origina de perturbacions caracteristicas coma lei ciclòns tropicaus ò lei chavanas.

Dins lei regions temperadas, un sistèma nivolós es format de plusors partidas que s'observan d'un biais quasi sistematic. A l'avans, se troba la « tèsta » que correspond a un sector freg anterior au sistèma. Aqueu sector es marcat per la preséncia de cirrus que precedisson un frònt caud. Après la tèsta, vèn lo « còrs » dau sistèma que correspond ai tres frònts caracteristics d'una perturbacion (caud, freg, oclus) ambé sei nívols bas e sorns (altostratus, nimbostratus e cumulonimbus) qu'entraïnan de precipitacions continuas e de còps violentas. Tèsta e còrs forman la partida anteriora dau sistèma.

Son seguits per una zòna qu'es dicha traïna que compausa la partida posteriora dau sistèma. Generalament tant estenduda que lo rèsta dau sistèma, correspond a una zòna instabla qu'es liada au sector freg posterior de la perturbacion. Lo cubèrt nivolós i es variable ambé de raissas, d'esclarzidas, de veus d'estratocumulus ò regions de bèu temps ambé de cumulus.

Estudi e engenhariá dei nívols

En meteorologia, l'estudi e la susvelhança dei nívols es interessanta car l'evolucion dei sistèmas nivolós permet de preveire lei cambiaments climatics, lei precipitacions e lei condicions meteorologicas associadas. Ansin, una tiera d'instruments e d'otís foguèron desvolopats per obtenir d'informacions e assegurar de previsions fisablas. De tecnicas existisson tanben per assaiar de modificar la composicion dei nívols afin de cambiar lo regime de precipitacions associat a un temps donat (reduccion de la violéncia d'una chavana, obtencion de precipitacions ambé la secaressa... etc.).

Lei mejans d'observacions

Lei satellits e lei radars meteorologics son lei sistèmas principaus que permèton d'observar lei nívols. Lei satellits meteorologics permèton d'assegurar una observacion quasi permanenta dau cubèrt nivolós. Leis instruments de mesura embarcats a bòrd pòdon provesir d'informacions sus la temperatura a la cima dei sistèmas nivolós, sa velocitat de desplaçament e la concentracion d'aiga dins lei sistèmas de precipitacions. Pòdon tanben mesurar la temperatura e l'umiditat dins lei regions desgatja

Lei satellits son l'objècte de melhoraments regulars gràcias au desvolopament d'instruments novèus susceptibles d'èsser plaçats en orbita. D'esfòrç importants son ansin en cors per embarcar de captors capables d'estudiar lei perfieus de vent, de temperatura ò d'umiditat e lei concentracions d'ozòn. De satellits destinats a de missions especificas existisson coma la mission SARAL cargada d'estudiar la superficia oceanica.

Pasmens, lei satellits pòdon pas cumplir totei leis missions d'observacions meteorologicas, especialament en matèria de recèrca. De sistèmas radars mobils ò fix son utilizats per realizar de campanhas de mesuras d'un biais autonòm. En particular, de radars de diversitat de polarizacion e de radars Doppler permèton d'obtenir d'informacions sus l'intensitat dei precipitacions e dei perfieus de vent associats. D'avions meteorologics permèton egalament de menar d'observacions a l'interior dei sistèmas nivolós e d'i realizar de prelèvaments.

La simulacion de l'evolucion dei nívols

Lo desvolopament dei sistèmas nivolós e dei precipitacions es simulat per d'ordinators poderós qu'utilizan lei resultats dei mesuras provesits per lei satellits e lei sistèmas radars. Per menar aquelei simulacions, lei modèls de prevision dèvon tenir còmpte dei movements lòng de nivèus orizontaus de quauquei centenaus de mètres e dei fenomèns se debanant dins lei nívols.

Pasmens, la prevision meteorologica es l'unic objectiu dei mejans de simulacion. D'efiech, permèton tanben de modificar lei paramètres enregistrats per modificar leugierament lei condicions a l'interior dei nívols. Aquò permet d'estudiar l'influéncia d'aquelei paramètres sus lo comportament dau nivól.

La modificacion dei nívols

L'impacte important dau clima sus leis activitats umanas a entraïnat mai d'una temptativa per o modificar. Dins aqueu projècte, l'engenhariá dei nívols a una plaça importanta car lei nívols son sovent associats ai precipitacions. Pasmens, en causa de l'energia fòrça importanta presenta dins lei fenomèns climatics, lei temptativas de modificacion dei nívols pòdon a l'ora d'ara pas passar lo nivèu locau. L'encaminament utilizat preferís agir sus de paramètres simples susceptibles d'entraïnar de perturbacions importantas coma lo semiatge artificiau dei nívols amb de nuclèus de condensacion artificiaus.

A l'ora d'ara, lei tecnicas conegudas permèton de dissipar d'un bais eficaç lei nèblas e certanei nívols bas. En revènge, d'objectius coma l'aumentacion dei precipitacions dins lei regions aridas, la demenicion de la violéncia dei chavanas dins lei regions agricòlas ò l'eliminacion de la grèla seràn pas agantats dins un futur pròche. D'efiech, lei modèls de prevision d'aquelei fenomèns son pas encara pron precís. De mai, lei temptativas d'engenhariá climatica pòdon pas modificar de condicions de basa dau clima d'una region coma l'abséncia d'umiditat.

Lei nívols extraterrèstres

La Tèrra es pas l'unica planeta onte de nívols son estats observats. D'efiech, segon leis observacions realizadas dins lo Sistèma Solar, la formacion de nívols sembla un fenomèn qu'aparéis tre qu'una atmosfèra significativa es presenta a l'entorn de la planeta. Pasmens, la composicion dei nívols extraterrèstres es sovent fòrça diferenta car leis atmosfèras extraterrèstras son gaire comparablas a aquela de la Tèrra.

Lei plantetas telluricas

Fotografia de nívols d'aiga vists dempuei la superficia de Mart.

Article detalhat: Planeta tellurica.

En fòra de la Tèrra, Vènus, Mart e Titan presentan de nívols. En Vènus, son principalament formats de dioxid de sofre e d'acid sulfuric e repartits en tres jaç principaus situats entre 45 e 65 km. Fòrça espés, empedisson d'observar la superficia venusiana dempuei l'espaci.

En Mart, la natura tèuna de l'atmosfèra limita la formacion de nívols a d'estructuras finas dau tipe cirrus, estratocumulus e cirrocumulus qu'aparéisson principalament dins lei regions polaras. Pòdon s'observar quand rebaton la lutz dau Soleu dins la sorniera. Son fachs d'aiga e de dioxid de carbòni. Durant lei sasons de tempèsta d'arena, se fòrman tanben de nívols de particulas finas que pòdon perdurar plusors setmanas.

Enfin, a l'entorn de Titan, se tròba una atmosfèra d'idrocarburs amb de nívols de metan, d'etan e de moleculas organicas simplas. Lei formas d'aquelei nívols semblan limitadas au cumulus e a l'estratús. Pasmens, a la fin de 2006, un important remolin nivolós (2 400 km de diamètre) foguèt descubèrt dins la region dau pòl nòrd.

Lei gigantas gasosas

Nívols blancs formats de cristaus de metan dins l'atmosfèra de Neptun en 1989.

Article detalhat: Giganta gasosa.

Tenent una atmosfèra fòrça espessa fach de gas, lei gigantas gasosas an de nívols ben marcats que sa composicion varian en foncion de la temperatura e de la pression. En Jupitèr e en Saturne, son principalament fachs d'amoniac, d'idrosulfur d'amonium e d'aiga e son organizats lòng dei bendas de circulacion atmosfericas fòrça caracteristicas d'aquelei planetas. De mai, la preséncia d'aiga e de corrents de calor ascendents venguts de jaç prefonds de la planeta i favorizan lei chavanas violentas e lei tempèstas.

En Uranus e en Neptun, que son d'objèctes pus fregs, lei nívols serián compausats d'amoniac, de sulfur d'amonium, d'idrosulfur d'idrogèn, de metan e d'aiga. Lei pus famós son lei nívols blancs e fins d'altitud auta qu'acompanhan lei tempèstas ciclonicas coma la Granda Taca Sorna de Neptun.

Exoplanetas

De nívols son estats identificats dins l'atmosfèra de quauqueis exoplanetas. A l'ora d'ara, en causa dei dificultats d'observacion, foguèron unicament detectats en de planetas orbitant a proximitat de son estela que son fòrça diferentas deis objèctes dau Sistèma Solar. En particular, la NASA a descubèrt la preséncia de nívols de silicats en Kepler-7b, un Jupitèr caud que la temperatura de son atmosfèra aganta 10 000 K.

Liames intèrnes

• Cirrus.
• Cumulus.
• Estratús.
• Meteorologia.