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La neige est d'abord une forme de précipitation naturelle constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons.
Puisque les flocons sont composés de petites particules, ils peuvent avoir aussi bien une structure ouverte et donc légère qu'un aspect plus compact voisin de celui de la grêle, même si celle-ci n'a rien à voir dans sa formation.
La neige se forme généralement par la condensation de la vapeur d'eau dans les hautes couches de l'atmosphère et tombe ensuite plus ou moins vite à terre selon sa structure.
La neige est aussi le dépôt de cette précipitation sur le sol ou sur un obstacle avant le sol (toit, arbre, ) : c'est le manteau neigeux. Elle est alors constituée d'un ensemble de glace et d'air, avec parfois (si température proche de 0°C) de l'eau liquide.
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 Antarctique.
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 0 °C 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 varie en fonction de la température, mais aussi du degré d’humidité :
- de 0 à -4 °C : minces plaques hexagonales ;
- de -4 à -6 °C : aiguilles ;
- de -6 à -10 °C : colonnes creuses ;
- de -10 à -12 °C : cristaux à six pointes longues ;
- de -12 à -16 °C : dendrites filiformes.
Minces plaques exagonales
Colonnes creuses
Cristaux à six pointes longues
Cristal hexagonal présentant des extensions dendritiques