Mais qu’est ce qu’un arc-en-ciel ?

C’est un phénomène optique (une illusion d’optique) basé sur la réfraction, la dispersion et la réflexion de la lumière du soleil dans une (des) goutte(s) de pluie. La réfraction c’est lorsque le rayon de lumière entre dans la goutte d’eau, et changeant ainsi de milieu, est dévié. En changeant de milieu (du vide dans l’eau ou dans le verre) , la vitesse de la lumière change : dans l’eau elle est de 225.000 km/s et non plus de 300.000 km/s. Le rayon de lumière solaire (blanche) se décompose alors en différents rayons de couleurs élémentaires (selon des angles très précis et uniques pour chaque couleur), c’est la dispersion spectrale. Les rayons sont réfléchis dans le « fond » de la goutte d’eau (réflexion) et en ressortant et en rechangeant de milieu ils sont à nouveau réfractés.

Un arc en ciel est donc fondamentalement le produit d’une double réfraction, et d’une réflexion dans chacune des gouttes d’eau présente dans l’air à ce moment là.

Pour que nous puissions voir ce phénomène, il faut impérativement qu’il y ait du soleil (et que nous lui tournions le dos), de l’eau en suspension dans l’air (après une averse ou grâce au jet du tuyau d’arrosage). Le soleil ne doit pas être trop haut (l’angle de dispersion spectral est de 40-42°) c’est à dire pas au delà de 42° au-dessus de l’horizon.  Tout ceci réuni nous donne ce bel arc. Un cercle complet en fait, mais nous sommes presque toujours trop bas pour nous en rendre compte, à moins d’être dans un avion ou au sommet d’une montagne… Une goutte d’eau étant (à peu près) sphérique, elle projette un halo circulaire c’est ce qui explique qu’il se forme un cercle complet et pas seulement un arc.

Pour les arcs-en-ciel doubles, assez fréquents, il faut faire intervenir une autre réflexion au sein de la goutte d’eau. Cette 2e réflexion, d’une partie du rayonnement resté dans la goutte d’eau, inverse les couleurs par rapport à la première ce qui fait que les 2 arcs voient leurs spectres inversés.

Pour les arcs-en-ciel triples ou quadruples, il faut encore ajouté au moins une réflexion dans la goutte d’eau et regarder non plus en tournant le dos au soleil mais en regardant vers le soleil. En 2010, Un scientifique, Philip Laven a développer un modèle mathématique qui prédit les conditions météo nécessaires à la « réalisation » d’arcs-en-ciel triples : il faut des nuages très sombres d’orage avec de très fortes chutes de pluie avec des gouttes d’eau de forme très semblables. Dans ces conditions, si un rayon de soleil apparaît au travers de ces nuages, alors il projettera un arc-en-ciel tertiaire sur les nuages sombres autour.  Des photographes ont suivi ce modèle pour chasser l’arc-en-ciel tertiaire et cela a fonctionné. C’est un phénomène très temporaire, peu visible mais qui existe bien.

A surveiller donc au printemps !

Sources :

• Optical Society of America (2011, October 5). Triple rainbows exist, photo evidence shows. ScienceDaily. Retrieved February 15, 2012, from http://www.sciencedaily.com­ /releases/2011/10/111005111001.htm
• Arc-en-ciel, techno-science.net, http://www.techno-science.net/?onglet=glossaire&definition=6525
• Lumière, source de vie, Physique et symbolique de l’arc en ciel, Pierre Boyer, www.als.uhp-nancy.fr/conferences/dossiers/Lumiere/03-Boyer.pdf

Derrière ce joli mot se cache un phénomène physique qui permet à la glace de passer directement à l’état de vapeur. Cela arrive à la neige sèche lorsque l’air est très sec et froid (températures inférieures à zéro).

La sublimation des champs de neige, des glaciers ou de la banquise sont l’une des 3 principales sources de la vapeur d’eau dans notre atmosphère avec l’évaporation des plans d’eau liquides et l’évapotranspiration des végétaux.

L’air ne peut contenir qu’une quantité limitée de vapeur d’eau (limite physique) qui est déterminée par la température de l’air. Différents facteurs vont influencer la sublimation de la neige / glace :

• le rayon de courbure des cristaux, une forte convexité (pointes et bosses) étant associée à une présence plus importance de vapeur d’eau.
• la différence (le gradient) de températures entre la base du manteau neigeux (en général à 0°C) et le sommet qui peut être bien plus froid. Plus on monte vers le sommet plus les cristaux sont froids, la tension de vapeur d’eau n’est pas la même entre les différentes couches et ce déséquilibre va entraîner un transfert de vapeur du grain de neige le plus chaud vers le grain le plus froid et pour compenser cette perte de vapeur d’eau, le grain le plus chaud va se sublimer en partie.
• la température de la neige, plus elle s’approche de 0°C, plus la sublimation est efficace.
• le vent agit également sur les cristaux de neige et les turbulences dues au vent entraînent la sublimation d’une partie des cristaux.

Au delà du phénomène physique observé ces derniers jours, la sublimation a trouvé des applications dans des champs divers de la vie de tous les jours.

L’un d’entre eux est la lyophilisation. Pour transformer un plat en plat lyophilisé, il faut le congeler afin de transformer l’eau présente dans les aliments en glace, ensuite, sous vide sublimer la glace en vapeur d’eau, récupérer cette vapeur d’eau. Les aliments sont finalement séchés à froid. et c’est ainsi que vous pouvez emmener votre sachet de truffade (véridique) lyophiliser à l’assaut des sommets.
Autre application plus récente, la sublimation est l’une des techniques utilisée par la cuisine moléculaire. Vous trouverez sans difficulté des vidéos sur internet vous montrant comment transformer votre crème anglaise en glace à la vanille grâce à de la glace sèche et à sa sublimation…

Sources

• E. Pahaut, Météo France, Les cristaux de neige – formation – 1, www.anena.org/savoir/nivologie/pahaut_cristaux.pdf
• Association TORAVAL, Guide Neige et Avalanches, 3e edition, chapitre 3, les métamorphoses de la neuge, propriétés physiques et mécaniques www.toraval.fr/livre/chap3.pdf

L’augmentation de la teneur en sel des sols entraine une toxicité pour les végétaux, une dégradation des sols et l’eau est de moins en moins mobilisable pour les plantes (absorbables).
Ces phénomènes sont plus marqués dans les zones semi arides ou arides qui nécessitent d’autant plus d’irrigation : l’évaporation de l’eau y est plus importante, donc les quantités apportées sont plus importantes et de là les quantités de sel accumulées également. Ces sels dissous sont essentiellement des ions sodium (Na+), et leur accumulation va petit à petit entrainer la formation de sols sodiques, très peu fertiles.

D’après la FAO, la salinisation des sols due à l’irrigation réduit la surface des terres irrigées de 1 à 2 % par an. Les terres semi arides et arides sont les plus touchées (presque un quart d’entre elles).

Si l’évaporation est importante, un apport en eau trop faible est évaporé avant d’irriguer complètement les plantes et le sol et le sel dissous s’accumule. Si les apports sont trop importants par rapport à l’évaporation et s’évacuent mal, cela va entrainer une montée des eaux souterraines par capillarité. Cette action capillaire attire les sels dissous se trouvant dans les sols vers la surface.
Les apports en eau pour l’irrigation doivent donc être calculés en fonction des taux d’évaporation, de la proximité des eaux souterraines, de la teneur en sel du sol. Une des techniques d’irrigation qui pourrait être utile dans ces cas spécifiques serait le goutte à goutte.

En France les secteurs irrigués ne sont pas spécialement menacés par la salinisation mais les terres semi arides et arides en Afrique du Nord, au Moyen Orient, en Inde sont de plus en plus menacées. En Australie, des recherches sont menées sur le type de plante qui serait le plus à même de stabiliser le niveau de sel dans le sol.

Malgré ces problèmes écologiques, il est cependant nécessaire d’augmenter les productions agricoles en Asie qui cumule 70% des terres irriguées mondiales, afin de nourrir animaux et humains. Et l’irrigation reste la solution la plus à même d’y réussir. Il faut donc rénover les systèmes d’irrigation mis en place pendant la révolution verte, les faire
évoluer vers des solutions techniquesplus précises et moins dangereuses pour l’environnement.

Sources :

• La salinisation causée par l’irrigation – CISEAU
• Extension de la salinisation et stratégies de prévention et de réhabilitation 2006 IPTRID-FAO
• Le sel de la terre : un danger pour la production vivrière – FAO
• Salinisation et sodisation des sols – IRD
• Asian irrigation must be revitalised, warns report, SciDev, août 2009

Le recensement de ces volcans s’est fait grâce à des échosondeurs embarqués sur des navires océanographiques mais surtout grâce aux mesures des satellites. Plus de 13.000 volcans de plus de 1500 mètres de hauteur ont été ainsi découverts pour la première fois.

La majorité de ces volcans se trouve à proximité des dorsales océaniques, lignes de fracture entre les plaques océaniques. D’autres volcans, comme ceux d’Hawaii, se trouvent au dessus de chambres magmatiques proches de la surface (les points chauds) ; de nombreux ‘autres encore sont situés le long de la « chaine de feu » qui borde l’océan pacifique.

Au delà d’une connaissance géologique, ces sites offrent le spectacle d’oasis de vie en grande profondeur, oasis peuplés d’écosystèmes spécifiques.

Ces sites sont également le lieu de dépôts importants et encore intacts de minerais exploités en surface par les hommes. Que ce soit le ferr, le manganèse, soufre, le phosphate, le cobalt, le tungstène le platine ou le thorium, ces minerais plus ou moins rares en surface sont susceptibles d’attirer l’attention de la communauté scientifique et les industriels.

En décembre 2009, des éruptions sous marines en grande profondeur (1200 mètres) ont pu être filmées pour la première fois au large des Samoas. La pression de l’eau limite la puissance des éruptions et a permis ainsi de filmer de près ce phénomène géologique.

Sources :

• Il fuoco sotto gli oceani, Milioni di vulcani sottomarini, La Repubblica, 23 février 2010,
• Scientists Discover and Image Explosive Deep-Ocean Volcano, NOAA, national oceanic and atmospheric administration, 17 décembre 2009

Mais est ce vraiment efficace ? Une équipe de recherche israélienne a analysé des données météo sur 50 ans afin de déterminer si oui ou non ces pluies provoquées avaient eu une incidence sur la pluviosité générale du pays. Et la conclusion est non !

Les précipitations mesurées en Israël n’ont pas été augmentées par le recours à l’ensemencement des nuages. Et si des mesures aux débuts des expérimentation avaient montré une augmentation de la pluviosité, les pays limitrophes avaient eu aussi connu ces épisodes plus pluvieux. Ce qui laisse à penser qu’il s’agissait d’un phénomène naturel.

Une autre conclusion de ces recherches est que tous les nuages n’ont pas le même potentiel une fois ensemencés. Les nuages se formant lors du franchissement de reliefs élevés, dits nuages orographiques, auraient un potentiel plus intéressant et devraient être ciblés en priorité pour espérer un réel impact sur la pluviosité.

Sources :

• Reassessment of rain enhancement experiments and operations in Israel including synoptic considerations, Levin et al, Atmospheric Research, Volume 97, Issue 4, September 2010, Pages 513-525
• Les techniques de production de pluie artificielle ne sont pas efficaces, Bulletin électronique Israël n°71

Les premières photos ont été prises rue de l’Oradou :

On aperçoit au fond éclairé le gymnase du collège de l’Oradou.

La circulation rue de l’Oradou : toujours intéressante avec la neige.

En prime une petite vidéo :

Lors de la descente en vélo le long du pôle tertiaire, votre obligé avait failli manger ses dents (ça tombe bien il n’avait pas pris son petit déjeuner).

Les barbelés vous font penser à une prison? Non non, ce n’est que le pôle tertiaire. Les étudiants y assistent à des cours d’économie, de droit, préparent des concours administratifs… Ah ben si en fait c’est bien une prison!

Vue d’en haut de Clermont Ferrand. La cathédrale au fond, la présidence de l’Université d’Auvergne au premier plan.

On peut apercevoir sur la vidéo le tramway (oui oui il circulait par temps de neige!), mais aussi le Viaduc Saint Jacques et la grande muraille de Chine.

Sur les deux dernières photos (du jardin Lecoq à midi), on voit qu’il ne restait de la neige plus que dans l’herbe.

Pour voir d’autres photos vous pouvez aller sur le site de CyberBougnat. Pour voir la neige tomber, vous pouviez aussi ce week end là assister à la victoire de l’ASM sur Leicester.

Mais il y a quelques millions d’années, la Méditerranée était condamnée à devenir un désert lorsqu’une formidable inondation eut lieu.

Il y a environ 5,6 millions d’années, le détroit de Gibraltar secoué par de fortes secousses sismiques s’était fortement élevé et avait coupé l’arrivée d’eau de l’Atlantique. L’évaporation étant supérieure aux précipitations, la Méditerranée s’était rapidement asséchée, les températures au niveau du fond de l’ancienne mer étaient proches de 40°C. La Méditerranée aurait pu rester un désert mais la géologie s’en est encore mêlée.

Quelques centaines d’années après cet assèchement, d’autres très fortes secousses sismiques ont ouvert un canal dans le barrage naturel qui s’était formé. Ce canal a permis l’entrée d’un torrent d’eau gigantesque, d’une puissance inouie. Les calculs des équipes espagnoles qui ont conduit cette étude, publiée dans Nature, donnent une estimation d’un débit de 150 km/h, ce qui aurait permis au niveau des eaux de monter de 10 mètres par jour.

Des études géologiques faites pour la construction d’un tunnel ferriviaire sous le détroit ont mis en évidence un canal de 200 km de long du type de ceux qui sont formés par les torrents à fort débit. C’est par ce canal que les eaux de l’Atlantique ont pu se réengouffrer dans la Méditerranée.

Sources :

• Le bassin méditerranéen inondé il y a plus de 5,3 millions d’années, BE Espagne, n°89
• Catastrophic flood of the Mediterranean after the Messinian salinity crisis, Garcia-Castellanos et al, vol 462, 778-781, déc 2009.
• Post-Messinian flood of the Mediterranean, D. Garcia-Castellanos, Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera.

La tornade est un phénomène météorologique dont les dégâts sont très importants. La tornade est un tourbillon de vents violents qui prend naissance à la base d’un cumulonimbus lorsque les conditions atmosphériques sont propices à sa formation. Une de ces conditions idéales pour former une tornade est que l’air doit être très chaud et humide au sol et frais et sec au sommet. Cette combinaison explosive est suffisante pour créer des orages très puissants. Il est alors possible que le nuage entre en rotation et prenne la forme d’un entonnoir; s’il touche le sol, la tornade est née. Ses vents peuvent atteindre 500 km/h ! L’échelle de Fujita mesure l’intensité des tornades et varie de F0 à F6.

Le vortex a généralement (mais pas toujours) la forme d’un nuage en entonnoir (le tuba) qui s’étend parfois jusqu’à terre.

Comme vous pouvez l’imaginer, la tornade est donc très destructrice et tue chaque année des centaines de personnes partout dans le monde. Une vingtaine de tornades atteindraient le degré F4 ou F5.

✓La première « trouvaille » date du 12 septembre 2000. La photo a été prise à Vernet-Ste-Marguerite (63).

SOURCE : CDM63 (Meteo-France)

Des photos de la même tornade sont également disponibles sur Aufeminin.com. On trouve deux très beaux clichés pris du sommet du Puy-de-Dôme :

✓La seconde observation est une vidéo datant de 2000 d’une tornade filmée à Volvic.

On peut observer un très beau tuba sur cette vidéo.

✓ La troisième photo a été prise à Saint Flour l’étang (63) par Christophe alias « Meteogardoise » qui a fait tout un sujet imagé sur Keraunos.

✓Le quatrième exemple date de 2008 avec des clichés pris à Marcenat (15) par Raymond Piccoli, astronome et spécialiste des phénomènes orageux. Les photos ont été mises en ligne sur Infoclimat et sur Keraunos.

✓Le cinquième exemple date de du 18 juin 2010 avec un tuba aperçu des Martes d’Artière (63) par Gwen 63:

✓ Le dernier exemple en date est tout récent avec un tuba observé par Romain Viviani dans le département de la Haute Loire (43), le 22 mai 2011.

✓ Les archives de l’INA parlent d’une Tornade à Moulin. Avec la vidéo ci-dessous, vous pourrez voir les dégâts causés par cette tornade. Le vent a soufflé à deux cents kilomètres par heure faisant ainsi envoler des pans entier de toit et effondrer des murs. Je n’ai pas trouvé d’informations sur la date…

Une site internet lance des appels à témoin sur les tornades en France : Kéraunos

La tour Pascal, inscrite au titre des monuments historiques servait lors de sa construction fin XIXe (inaugurée le 22 août 1876) de station de météorologie reliée par télégraphe au sommet du Puy de Dôme. Située rue de Rabanesse, elle était équipée des mêmes instruments météorologiques que l’illustre volcan puydômois.

La réalisation de l’Observatoire était une première mondiale. La prouesse tenait à son emplacement mais aussi à l’utilisation d’appareils de haute technicité : un anémomètre, un baromètre, un thermohydrographe et un pluviomètre.

Depuis 1912, elle n’a plus de fonctions. A l’abandon au milieu des rues Kessler et Rabanesse sa réhabilitation est au cœur du projet de rénovation du quartier. D’après l’édition papier du journal La Montagne du 27 octobre 2011, l’édifice devrait être placé au centre d’un jardin, à 1,30 mètre en contrebas de l’esplanade, principal lieu de vie du secteur.

« Les vergers évoqueront d’anciennes douves et le site sera desservi par une passerelle accessible depuis l’esplanade. (…) Pour la Tour l’association clermontoise Carrefour international de la radio propose d’en faire « La tour de la communication et du temps »

 » Nous voudrions faire passer un ruisselet en circuit fermé afin de rappeler que la Tiretaine passait par là autrefois, reconstituer une turbine de Burdin. » précise Jean Claude Claval, président de l’association.

Sources :

- La météorologie au Puy de Dôme, Nadine Chaumerliac, directeur de recherche, à l’Université Blaise-Pascal
- L’histoire de l’observatoire du Puy de Dôme, Georges Desdevises du Dezert.
- 1876 : création du premier observatoire météorologique de montagne

L’hiver dernier à Berlin, des monticules (plus ou moins hauts) parsemaient la ville, les trottoirs, les quais des transports en commun. Et attendre que cela fonde n’est pas toujours si simple. Pour éviter ce problème ou celui du stockage en « déchetterie », Oslo, à partir de janvier 2012, a choisi de mettre en œuvre une solution technique nouvelle : celle de nettoyer sa neige avant de la faire fondre et de la rejeter dans son fjord.

La neige c’est joli lorsque c’est bien blanc, mais dans une grande ville comme la capitale norvégienne, la pollution due au trafic routier fait que la neige dégagée des rues et à terme rejetée dans le fjord est très sale et pleine de débris. La ville a réglementé la collecte de la neige et il ne doit pas rester dans les rues de neige de plus de 2 jours.

Mais au delà de ce dégagement, un contrat a été signé avec NCC construction pour la mise en place d’une usine de nettoyage directement située dans le fjord et où seront amenés les tonnes de neige de l’hiver tombés en ville.

Cette usine utilise l’enthalpie pour faire fondre la neige (et la glace contenue dans la neige) et différents filtres pour nettoyer la neige de ses principaux polluants. Ce système breveté repose donc sur la thermodynamique : l’enthalpie de fusion est l’énergie absorbée sous forme de chaleur lorsqu’il passe d’un état solide à un état liquide à température et pression constantes.

Il s’agit de prendre de l’eau non pas chaude mais dont la température est juste un peu supérieure au niveau de solidification ce qui permet une première étape qui est la fonte. Les plus gros morceaux de glace devraient être réduits par écrasement et si besoin est ponctuellement additionnés d’eau chaude.
Il y aura ensuite tri pour enlever les objets les plus gros des réservoirs, des appareils permettant d’agiter le mélange, de le faire passer dans des filtres adaptés à différents types de pollution.

La barge qui accueille cette usine d’un nouveau type doit être installée en novembre dans l’ Oslofjord et devrait fonctionner à plein dès janvier.