E6 Neige

Topique

La neige est un milieu poreux et hétérogène dont les propriétés physiques, notamment sa densité, sa conductivité thermique, sa perméabilité et son albédo, évoluent continuellement par un processus de métamorphisme : les grains de neige se recristallisent et fusionnent lentement, sous l’effet des gradients de température et de pression de vapeur au sein même du manteau neigeux. La neige fraîchement déposée a une densité comprise entre 50 et 150 kilogrammes par mètre cube et réfléchit entre 80 et 90 % du rayonnement solaire qu’elle reçoit. Après quelques semaines ou mois de métamorphisme, sa densité augmente pour atteindre entre 300 et 500 kilogrammes par mètre cube, tandis que sa réflectivité chute à seulement 40 à 70 %.

Sous le poids des couches de neige qui s’accumulent année après année, la neige métamorphosée se compacte davantage et se transforme en névé, dont la densité se situe entre 400 et 800 kilogrammes par mètre cube. Ce même névé, comprimé pendant une durée suffisante, se transforme finalement en glace glaciaire lorsque sa densité dépasse 830 kilogrammes par mètre cube.

La chaleur se transmet à travers le manteau neigeux principalement par conduction directe entre les grains de neige, mais aussi par convection de la vapeur d'eau se déplaçant le long des gradients de température internes, et par la chaleur latente libérée par le métamorphisme lui-même lors de la recristallisation des grains. La conductivité thermique du manteau neigeux dépend fortement de sa densité, variant d'un facteur cent entre la neige fraîchement tombée, très légère et peu conductrice, et la neige compactée, beaucoup plus dense et bien meilleure conductrice. Cette très faible conductivité de la neige légère confère au manteau neigeux d'excellentes propriétés d'isolation thermique, capables de protéger le sol sous-jacent des températures hivernales froides – le même effet qu'un igloo construit en blocs de neige.

Le bilan énergétique du manteau neigeux détermine s'il fond en surface ou, au contraire, continue de geler. À la surface du manteau neigeux, la neige échange avec l'atmosphère à la fois du rayonnement solaire à ondes courtes, dont elle réfléchit une très grande fraction grâce à son albédo, et du rayonnement à ondes longues, qu'elle émet dans l'atmosphère avec une efficacité proche de 98 %. À cet échange radiatif s'ajoute la chaleur sensible et latente turbulente, qui dépend des gradients de température et d'humidité présents juste au-dessus de la surface du manteau neigeux.

Lorsque le bilan énergétique du manteau neigeux favorise la fonte, l'eau liquide produite s'infiltre à l'intérieur même du manteau neigeux. Cette eau peut alors ruisseler à la surface ou regèler au contact d'une couche plus profonde et plus froide, formant ainsi une couche de glace interne au sein de la structure de neige, de névé et de glace glaciaire décrite précédemment.

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