À première vue, ce terme peut sembler artificiel ou technique. Mais la neige industrielle est de la neige normale, c'est-à-dire des molécules de vapeur d'eau disposées en cristaux qui tombent de l'atmosphère au sol. Le préfixe « industrielle » ne concerne donc que le processus de formation de la neige. En effet, dans certaines conditions, ce sont uniquement les émissions d'origine humaine, généralement issues d'installations industrielles, qui provoquent les chutes de neige.

Contrairement aux chutes de neige naturelles, qui sont associées à des conditions de basse pression [interner Link: Tiefdrucklage] et à des systèmes frontaux, la neige artificielle apparaît lors de situations hivernales anticycloniques [interner Link: Hochdrucklage].

Pour que la neige [interner Link: Schnee] puisse tomber malgré un anticyclone, les conditions météorologiques suivantes doivent être réunies :

• Conditions météorologiques peu propices aux échanges atmosphériques, avec un vent faible et une inversion marquée [interner Link : Inversion] (lac d'air froid à basse altitude).
• Hauteur d'inversion basse, idéalement entre 700 et 900 m, voire parfois plus basse.
• Couche d’air humide et froide, brumeuse, avec des températures inférieures à -5 °C.

Émissions de vapeur d'eau provenant des installations industrielles

Les installations industrielles telles que les papeteries ou les usines d'incinération des déchets rejettent de grandes quantités de vapeur d'eau par leurs cheminées, souvent de l'ordre de plusieurs tonnes par heure. Comme cet air humide est généralement plus chaud que l'air ambiant, il a une densité moindre et s'élève par convection dans l'air plus frais du brouillard.

Lorsque l'air sursaturé en vapeur d'eau atteint la couche d'inversion, il perd sa portance et s'étale dans l'environnement immédiat, à la limite inférieure de l'inversion. Si ce processus se prolonge pendant plusieurs heures, une grande quantité de vapeur d'eau s'accumule. La vapeur d'eau supplémentaire se condense progressivement sur les gouttelettes de brouillard surfondues. Si la température est suffisamment basse (-7 °C et moins), les gouttelettes de brouillard surfondues commencent à geler. En raison de l'excès d'humidité, le nombre et la taille des cristaux de glace augmentent, et ceux-ci tombent ensuite au sol sous forme de faibles chutes de neige. Lorsque le vent est faible, cela se produit directement à proximité de l'installation industrielle. S'il y a un peu de vent à la limite inférieure de l'inversion, il neige à quelques centaines de mètres en aval.

Comme les températures ne descendent généralement pas en dessous de -10 °C, les cristaux de neige ne sont pas les plus beaux ni les plus gros. La neige artificielle est donc constituée de petites aiguilles ou de petits flocons de glace.

Pour que les fins flocons de neige ne se dissolvent pas immédiatement (par sublimation) avant d'atteindre le sol, l'air doit être humide sur toute la distance entre la limite inférieure de l'inversion et le sol. Cela signifie donc que, lors d'épisodes de neige industrielle, la limite inférieure du stratus [interner Link : Hochnebel] est toujours très basse, voire au ras du sol.

Quel rôle jouent les aérosols ?

Outre la vapeur d'eau, les installations industrielles émettent également des noyaux de condensation, c'est-à-dire de minuscules particules en suspension dans l'air (= aérosols). La vapeur d'eau peut s'y fixer, formant ainsi une gouttelette de nuage. Certains aérosols agissent également comme des noyaux glaçogènes, sur la surface desquels les gouttelettes surfondues se fixent et gèlent.

La mesure dans laquelle les aérosols émis favorisent la formation de neige industrielle n'est pas claire et dépend probablement fortement de la source d'émission et de la température dans le brouillard (haut). Étant donné que, dans les conditions météorologiques correspondantes (situations d'inversion persistantes avec un faible courant), il y a généralement déjà suffisamment de noyaux glaçogènes et de noyaux de condensation dans l'air, les aérosols émis devraient, dans de nombreux cas, jouer un rôle plutôt secondaire.

Neige industrielle et centrale nucléaire ?

Étant donné que les grandes tours de refroidissement des centrales nucléaires rejettent d’importantes quantités de vapeur d’eau dans l’atmosphère, elles devraient, selon les critères mentionnés plus haut, être des sources idéales de « neige industrielle ». Or, ce n'est généralement pas le cas.

En raison de la taille et de la chaleur du nuage de vapeur d'eau émis par les centrales nucléaires, celui-ci s'élève si rapidement qu'il peut traverser la couche d'inversion et « s'échapper » ainsi dans l'air ambiant plus sec et plus chaud situé au-dessus.