La limite des chutes de neige (ou limite pluie-neige) indique l’altitude à laquelle le rapport entre les flocons de neige et les gouttes de pluie est de 50:50. La limite de la neige désigne l’altitude à laquelle la neige tient au sol. Celle-ci se situe généralement 50 à 200 mètres plus haut que la limite des chutes de neige.
L’évaluation et la prévision de la limite des chutes de neige est d’intérêt général. 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.
On pourrait supposer que la limite des chutes de neige est très étroitement liée àl’isotherme du zéro degré.Mais ce n’est qu’approximativement vrai. La limite des chutes de neige n’est pas une limite clairement définie. On peut plutôt s’imaginer une couche de fonte de plusieurs centaines de mètres d’épaisseur (en dessous de l’isotherme du zéro degré), où les cristaux de neige se transforment lentement en pluie. C’est pourquoi la limite des chutes de neige est toujours plus basse que l’isotherme du zéro degré. Une bonne valeur indicative est la suivante : la neige est souvent attendue entre 200 et 400 mètres en dessous de l’isotherme du zéro degré.
Les précipitations dans les couches supérieures de l’atmosphère sont presque toujours sous forme de flocons de neige. Ceux-ci commencent à fondre lorsque leur température a atteint le point de congélation en tombant et qu’ils absorbent alors davantage de chaleur de l’environnement. Or, très souvent, ce n’est pas exactement le cas à l’altitude à laquelle la température de l’air (=température ambiante) est de 0 °C.
Le processus de fonte est toutefois un peu plus complexe. Il dépend de l’humidité ambiante de la couche de fonte. Souvent, l’air autour du flocon de neige n’est pas saturé en vapeur d’eau. Dans de rares cas ou parfois en cas de précipitations, elle n’est même que de 50 pourcent. En y regardant de plus près, on constate que le flocon de neige s’évapore d’abord un peu (c’est-à-dire qu’il se sublime), et cela se produit souvent même au-dessus de la limite du zéro degré. La surface du flocon de neige se refroidit alors, car l’évaporation lui retire de l’énergie thermique. Ce n’est qu’après une certaine distance de chute que le flocon de neige absorbe suffisamment de chaleur et à une vitesse telle que l’énergie est suffisante pour qu’il fonde. À partir de ce point, le flocon de neige devient de plus en plus aqueux et se transforme en goutte de pluie.
Si la neige tombe dans de l'air relativement sec, il peut aussi neiger à plusieurs centaines de mètres en dessous de la limite du zéro degré, c'est-à-dire par des températures nettement positives. Ce processus avec forte évaporation des chutes de neige se produit typiquement lors de l'arrivée d'un front chaud. Il peut être très bien observé à une certaine distance : le dessous des nuages semble ramolli. Dans ce cas, la limite des chutes de neige peut tout à fait se situer 1000 mètres plus bas que l'isotherme du zéro degré. S'il continue à neiger plus longtemps ou plus fort, l'atmosphère s'humidifie progressivement jusqu'à la saturation (100 % d'humidité) par le processus d'évaporation décrit. La différence d'altitude entre l'isotherme du zéro degré et la limite des chutes de neige n'est alors plus que de 200 à 400 mètres.
Il existe encore d'autres cas spéciaux qui font que la hauteur de la limite des chutes de neige peut varier énormément : les situations d'inversion, les changements de temps et le phénomène d’isothermie.
Lors d’une situation de temps ensoleillé en automne ou en hiver, une forte situation d’inversion peut se produire : dans un premier temps, la température ne diminue pas avec l’altitude, mais commence par augmenter. À 2500 m d’altitude, il peut alors faire plus doux que dans le fond de la vallée à 500 m. Si la température dans la vallée est de 1 °C, on pourrait supposer qu’en cas de précipitations, la limite des chutes de neige se situe un peu au-dessus de l’endroit où l’on se trouve. Mais en raison de la présence d’air chaud aux altitudes moyennes et élevées, la limite des chutes de neige se situe jusqu’à 1500 ou même 2000 m plus haut.
Lors des changements de temps hivernaux, l'inverse se produit aussi souvent. Le bulletin météo annonce des précipitations avec une limite des chutes de neige qui devrait monter à 1500 m par exemple. Il peut alors arriver, surtout dans les vallées alpines intérieures, qu'il neige d'abord pendant un bon moment jusqu'au fond de la vallée. La raison en est la suivante : toute la masse d'air qui se trouve à l'intérieur des vallées s'est refroidie, de sorte que l'air marin plus chaud a du mal à évacuer la masse d'air froide plus lourde. Les bulletins météorologiques plus détaillés mentionnent généralement ce phénomène.
Lors d’une situation d’isothermie, la chaleur de l’air environnant est absorbée lorsque les flocons de neige fondent. Ainsi, la masse d’air se refroidit et la limite des chutes de neige s’abaisse. Pour que cela se produise, il faut de fortes intensités de précipitations (plus de 2 mm/h) dans des conditions aussi peu venteuses que possible. De plus, la colonne d’air est alors toujours humidifiée et saturée sur une plus grande épaisseur verticale. C’est pourquoi l’évaporation décrite ci-dessus, qui retire de la chaleur à l’environnement, n’agit pas.
Le phénomène d’isothermie fonctionne particulièrement bien dans les vallées alpines étroites. Lorsque le vent est faible, la masse d'air reste plus ou moins la même et la chaleur de la fonte est extraite d'une masse d'air moins importante qu'en plaine. En cas de précipitations intenses et de longue durée, la limite des chutes de neige peut s'y abaisser de plusieurs centaines de mètres, voire jusqu'à 1000 m dans les cas extrêmes.
En allemand, le phénomène d’isothermie est appelé « Niederschlagsabkühlung » que l’on peut traduire par « refroidissement par précipitations ».