Limite de la neige / limite des chutes de neige

Une altitude est donnée pour la limite des chutes de neige lorsque le rapport entre les flocons et les gouttes de pluie est de 50%. Une marge est souvent indiquée avec la limite des chutes de neige (par exemple limite des chutes de neige entre 1000 et 1400 mètres).

La limite de la neige indique l'altitude à laquelle la neige tient au sol. Cette altitude est généralement 50 à 200 mètres plus élevées que la limite des chutes de neige

Limite de la neige et ses « embûches »

Les habitants des Alpes ou le touriste qui s’aventure en altitude, s’intéresse toujours beaucoup à quelle altitude peut tomber la neige en cas de mauvais. Et pour les skieurs, il est aussi essentiel de connaître l’altitude à laquelle la neige est tombée.

Ainsi, le diagnostic et la prévision de la limite des chutes de neige intéresse beaucoup d’entre nous. En général, on admet que la limite des chutes de neige est liée à la limite du zéro degré. Cela est seulement en partie correct : lorsqu’il s’agit de la limite des chutes de neige, on ne parle jamais d’une limite très bien définie. En outre, on peut très bien se représenter une couche de fonte  (en-dessous du zéro degré) de plusieurs centaines de mètres, dans laquelle les cristaux de neige se transforment lentement en pluie. Ainsi, la limite de la neige se trouve nettement en-dessous de la limite du zéro degré…mais combien en-dessous ? On admet, que dans la haute atmosphère, les précipitations tombent toujours sous forme de neige. En physique, on montre qu’un flocon de neige commence à fondre lors de sa chute quand sa température atteint le point de congélation et que de la chaleur supplémentaire est apportée par son environnement pour augmenter encore sa température. Mais cela n’est souvent pas le cas en altitude où la température de l’air (= température de l’environnement) se situe autour du zéro degré. Comme souvent en météorologie, la situation n’est pas aussi simple : le processus de fonte dépend aussi de l’humidité de l’air environnant dans la couche de fonte. La couche d’air qui entoure le flocon de neige n’est pas fréquemment saturée en vapeur d’eau : dans de rares cas, ou parfois au début des précipitations, cette saturation se trouve juste vers 50%. Si l’on observe plus précisément, on constate que le flocon de neige s’est déjà un peu évaporé (plus exactement sublimé, ce qui est fréquent également au-dessus de la limite du zéro degré). Cela refroidit la surface du flocon (par le processus d’évaporation/sublimation le flocon de neige absorbe de l’énergie thermique) de la même manière que lors d’une activité physique, la transpiration refroidit la surface de sa peau.

Ainsi, le flocon après une chute d’un temps déterminé, absorbe si vite et tellement de chaleur, que cette énergie suffit également pour la fonte : à partir de ce point, le flocon devient de plus en plus aqueux et se transforme en goutte de pluie.

Si la neige se produit dans un air relativement sec, il peut encore neiger plusieurs centaines de mètres en-dessous du zéro degré, avec des températures nettement positives. Ce processus avec une étonnante forte évaporation/sublimation des chutes de neige est typique à l’arrivée de fronts chauds. On peut observer ce phénomène de loin : la partie inférieure des nuages apparaît comme délavée. Dans ces cas, la limite des chutes de neige peut se trouver jusqu’à 1000 m plus bas que la limite du zéro degré.

S’il neige plus longtemps ou plus fort, l’atmosphère s’humidifie progressivement par le processus décrit plus haut (sublimation) jusqu’à saturation (100 % d’humidité). A ce point, la différence d’altitude entre la limite du zéro degré et celle de la neige n’est plus que de 200 à 400 m.

Cas spéciaux

Toutefois, il reste encore des cas spéciaux qui provoquent d’énormes marges de fluctuations de la hauteur de la limite des chute de neige :

Limite des chutes de neige nettement plus élevée en hiver dans des situations d’inversion de température

Il peut arriver qu’après une période de beau temps automnal ou hivernal, la température augmente au lieu de diminuer avec l’altitude. A 2500 m d’altitude, la température peut être plus douce qu’en fond de vallée à 500 m d’altitude. Supposons que dans la vallée il règne une température de +3 degrés. Ainsi, lorsque les précipitations commencent, on peut s’attendre à une limite des chutes de neige un peu au-dessus du fond de vallée. Eh bien non ! En raison de l’air chaud qui se trouve au-dessus, dans les couches moyennes et hautes de l’atmosphère, la limite se situera entre 1500 et 2000 m d’altitude.

Elévation de la limite des chutes de neige retardée par un changement de temps dans les vallées al-pines

Lors des changement de temps en hiver, il se produit aussi l’effet inverse : le bulletin météo annonce des précipitations avec une limite des chutes de neige remontant, par exemple, vers 1500 m. Mais il peut se produire qu’au début, notamment dans les fonds de vallées alpines, il neige plus longtemps. Ces chutes de neige persistantes sont le résultat d’une masse d’air froide qui gît en fond de vallée et qui n’est éliminée que lentement par l’air plus doux et léger qui arrive de la mer. Dans nos bulletins régionaux, ces précisions sont généralement annoncées.

Refroidissement par fortes précipitations

Pour qu’un refroidissement par fortes précipitations se produise, il faut une intensité de précipitations élevée (p.ex. >2mm/h) et des conditions de faible vent. De surcroît, l’ensemble de la colonne d’air doit être  humide et saturée en altitude sur une grande portion. De cette façon, l’évaporation/sublimation décrite plus haut ne peut pas fonctionner. Dans ce cas, c’est d’avantage la fonte des flocons de neige que la chaleur de l’environnement (= masse d’air) qui sera responsable du refroidissement de la masse d’air et donc de l’abaissement de la limite des chutes de neige. L’effet du refroidissement par fortes précipitations fonctionne particulièrement bien dans les vallées étroites. En situation de faible vent, la masse d’air reste pratiquement inchangée et la chaleur dégagée par l’évaporation ne concerne que marginalement la masse d’air, comme en région de plaine. Lors de précipitations intensives de longue durée, la limite des chutes de neige peut s’abaisser de plusieurs centaines de mètres, dans des cas extrêmes même jusqu’à 1000 m.

En résumé :

Après ces explications détaillées, nous ne voudrions pas omettre cette règle empirique :

Comme bonne valeur indicative, on peut admettre que la limite des chutes de neige se trouve généralement entre 200 et 400 m en-dessous de la limite du zéro degré.

Source: P. Hächler, 2002; revu et complété par G. Kaufmann et D. Gerstgrasser /MétéoSuisse, 2016