Précipitation: théorie, types et utilisations (avec diagramme)

Lisez cet article pour en savoir plus sur la théorie, les formes, les types, les utilisations, la variation et l'h yetographe de précipitations ou de précipitations.

Théorie des précipitations ou des précipitations:

La précipitation est le processus naturel de conversion de la vapeur atmosphérique en eau. L'eau ainsi formée tombe ensuite sur la terre sous forme de pluie. En termes d'hydrologie, les précipitations constituent la troisième phase de la division atmosphérique du cycle hydrologique, «le changement d'état». Le terme précipitation est également utilisé pour les précipitations. Cependant, les précipitations sont un terme général qui inclut toutes les formes de chutes d’humidité, à savoir les précipitations, les chutes de neige, la neige fondue, la grêle, etc.

Pendant la saison estivale, la perte d'évaporation est fortement accélérée sur tous les types de surfaces d'eau libre. L'eau perdue dans l'évaporation trouve sa place dans une masse d'air. Cela ajoute au stockage de vapeur atmosphérique. Bien que la perte d’évaporation soit excessive en saison chaude, la capacité de la masse d’air est également supérieure. Cette grande quantité de vapeur rend la masse d'air humide. Le changement d'état de la vapeur atmosphérique à l'eau a lieu lorsque la capacité de la masse d'air à retenir les particules de vapeur dépasse.

Deux raisons principales sont responsables de ce changement d'état:

je. La masse d'air chaud a une grande capacité pour retenir les particules de vapeur en suspension. Lorsque, par certains moyens, cette masse d'air humide et chaud se refroidit, sa capacité à retenir les particules de vapeur est réduite. Enfin, la vapeur précipite sous forme de pluie.

ii. Parfois, les variations de pression entraînent le changement d'état de la vapeur aux précipitations. Il est intéressant de connaître le mécanisme actuel de précipitation. Par un processus appelé nucléation, des cristaux de glace ou d'eau se forment sur les particules en suspension dans la masse d'air (par exemple, des particules de poussière, des particules de sel, etc.). Les petits cristaux croissent alors dans la taille en se combinant avec d'autres cristaux. Une étape survient lorsqu'ils tombent sur la terre sous forme de neige ou d'eau de pluie.

Formes de précipitation:

Les précipitations se produisent sous de nombreuses formes différentes dans les régions situées aux latitudes moyennes.

Les caractéristiques typiques des différentes formes de précipitation sont expliquées ci-dessous:

(je pleut:

Il est constitué de gouttes d'eau dont le diamètre est généralement supérieur à 0, 5 mm.

(ii) bruine:

Ce sont de minuscules gouttelettes d’une taille comprise entre 0, 1 et 0, 5 mm qui tombent avec une vitesse de sédimentation si lente qu’elles semblent parfois flotter.

(iii) neige:

C'est ce type de précipitation qui résulte de la sublimation, c'est-à-dire que la vapeur d'eau se transforme directement en glace. Il tombe sous forme de cristaux de glace blancs ou translucides souvent agglomérés en flocons de neige. La densité de la neige est souvent prise pour être 0, 1.

(iv) Salut:

C'est la précipitation sous forme de mottes de glace. Les pierres de grêle sont produites dans des nuages ​​convectifs, principalement des cumulonimbus. Leur forme peut être conique, sphéroïdale ou irrégulière. La taille des pierres de grêle peut être supérieure à 5 mm. La densité de la pierre de grêle est d'environ 0, 8.

(v) Palettes à neige:

Parfois, on les appelle aussi grêle douce. Les palettes à neige sont plus croustillantes et mesurent de 2 à 5 mm. En raison de leur netteté après avoir heurté le sol dur, ils se séparent souvent.

vi) Sleet:

Lorsque les gouttes de pluie tombent à travers la couche d'air sous le point de congélation près de la surface de la Terre, elles tombent en glace. C'est ce qu'on appelle du grésil ou des grains de glace.

Types de précipitations:

Différents types de précipitations peuvent être identifiés en fonction du processus par lequel la masse d'air chaud et humide est soulevée puis refroidie. De manière générale, il existe trois types de précipitations.

1. Précipitations cycloniques ou précipitations:

Ce type peut être subdivisé en:

(a) Frontal et

b) Précipitations non frontales. Ce type de pluie provient de la levée de l’air qui converge vers une zone de basse pression ou un cyclone. Ce type de précipitations survient généralement dans les régions de plaine.

a) Type de précipitation avant:

Front est une limite joignant la masse d'air chaud humide et la masse d'air froid. Lorsqu'une masse d'air chaud et humide en mouvement est obstruée par une masse d'air froid immobile, la masse d'air chaud s'élève car elle est plus légère que la masse d'air froid. Parfois, une masse d'air en mouvement froide rencontre une masse d'air stationnaire stationnaire avec des résultats similaires.

La masse d'air soulevée se refroidit à haute altitude et des précipitations se produisent. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que toute la masse d'air chaud passe sur la masse d'air froid. Des précipitations de type averses se produisent en cas de front froid, tandis que des précipitations continues surviennent jusqu'à ce que le front chaud passe sur la masse d'air froid.

b) Précipitations non frontales:

Ce type de pluie n’est pas lié aux fronts. Lorsque la masse d'air froid en mouvement rencontre la masse d'air chaud et humide, la masse d'air chaud se soulève et devient plus légère que la masse d'air froid. Lorsque la masse d'air chaud se refroidit à haute altitude, des précipitations se produisent.

2. Précipitation convective:

En raison de certains effets locaux, l’air se réchauffe et stocke davantage de particules de vapeur. Ensuite, il monte dans l'atmosphère car il est plus léger que l'air froid qui entoure cette zone. À haute altitude, il se refroidit et des précipitations se produisent. L'intensité de ce type de précipitation peut aller de la pluie légère à la formation de nuages.

3. Précipitations orographiques:

Lorsqu'une masse d'air chaud et humide en mouvement est obstruée par un type de barrière comme les montagnes, la masse d'air chaud et humide monte et monte automatiquement à des altitudes suffisamment élevées. Là, il se refroidit et finalement les précipitations se produisent.

Les pentes de montagne côté mer reçoivent beaucoup de pluie, mais les pentes de montagne côté terre et une partie de la plaine reçoivent très peu de précipitations. La raison de ce phénomène particulier peut être expliquée comme suit. Lorsque la masse d'air chaud élevée se refroidit, il se produit un changement d'état de la vapeur à l'eau et des précipitations se produisent dans la zone située en dessous.

Évidemment, au moment où les nuages ​​dépassent la barrière, ils sont soulagés de l'humidité et s'affaiblissent. Il faut un certain temps avant que les nuages ​​reprennent suffisamment d'humidité pour provoquer des précipitations. Pendant cet intervalle, les nuages ​​laissent une zone sèche.

La zone qui ne reçoit pas de pluie dans ce processus s'appelle la zone d'ombre pluviométrique. La figure 2.3 illustre clairement le phénomène. Cette zone est appelée la zone d'ombre pluviométrique car on peut voir les nuages ​​passer facilement au-dessus de la tête mais la terre en dessous ne reçoit pas de pluie, elle ne fait que l'ombre.

Utilisations des enregistrements de précipitations:

La pluviométrie est mesurée après 24 heures à chaque station pluviométrique. Habituellement, la mesure est prise à 8 h 30 1ST évidemment, la pluie totale tombée au cours des 24 dernières heures est saisie par rapport à la date à laquelle la mesure est effectuée. Les enregistrements de précipitations sont conservés sur une base quotidienne, mensuelle, saisonnière ou annuelle pour tous les bassins. Les précipitations varient d'année en année. La moyenne de la série d'enregistrements annuels donne la valeur moyenne des précipitations. La moyenne à long terme s'appelle la précipitation normale.

Il n’est pas possible de déterminer les précipitations normales à partir des enregistrements de précipitations couvrant une courte période. La question qui se pose maintenant est de savoir combien de temps devrait durer la série de précipitations pour obtenir des résultats utiles. Après des études approfondies, Alexander Binnie a conclu que le pourcentage moyen d'écart par rapport à la moyenne réelle sur 5 ans était de ± 15%. Il a été constaté que, pendant 30 ans, il atteignait ± 2% et le restait également pendant une période plus longue. Ainsi, pour obtenir des résultats satisfaisants, la durée de l'enregistrement doit être au moins de 30 dernières années.

Voici les principales utilisations des enregistrements de précipitations:

1. La tendance des précipitations peut être étudiée à partir des enregistrements de précipitations. Connaître la tendance des précipitations futures peut être fait.

2. Le ruissellement sur le bassin peut être calculé.

3. La crue maximale due à une tempête peut être calculée et prévue.

4. Les enregistrements de précipitations aident à estimer les besoins en irrigation.

Variation des précipitations:

Les facteurs responsables de la répartition inéquitable des précipitations sur une grande surface sont les suivants:

1. proximité de la mer:

De la mer, une très grande quantité d’eau va dans l’atmosphère sous forme de vapeur. Naturellement, lorsque des nuages ​​chargés d'humidité excessive passent sur la côte, ils perdent une partie de leur charge. En conséquence, la zone côtière reçoit plus de précipitations.

2. Présence de montagnes:

Les pentes au vent du côté vers lequel les nuages ​​se déplacent reçoivent des pluies excessives, tandis que sur l’autre pente ou sous le vent, il ya une zone d’ombre pluviométrique. La région montagneuse reçoit plus de précipitations que les zones de plaine.

3. Direction du vent:

Les nuages ​​sont entraînés par le vent. Il est clair que la zone de vent nuageuse recevra des précipitations.

4. Développement de la forêt:

Les forêts se comportent également dans une certaine mesure comme une barrière et interceptent les nuages ​​pour obtenir les précipitations. La zone de forêt dense reçoit plus de précipitations.

5. Hauteur d'un lieu au-dessus du niveau de la mer ou de l'altitude:

Les lieux de haute altitude reçoivent plus de précipitations. À haute altitude, la température de l'atmosphère est basse et lorsque les nuages ​​atteignent cette zone, ils se refroidissent et des précipitations se produisent.

Hyétographe des précipitations:

L'hyétographe indique les taux de précipitations moyens sur le bassin versant spécifié, par unités de temps successives au cours d'une tempête donnée (figure 2.10).

Pour préparer l’hyétographe à partir d’une tempête donnée, les quantités de précipitations par unités de temps successives sont mesurées à partir des courbes de masse des stations situées à l’intérieur et à proximité du bassin versant. Une durée unitaire de 1 à 6 heures peut être choisie. Les profondeurs moyennes des précipitations sur le bassin pour des unités de temps successives sont calculées à partir des données tabulées par la méthode du polygone de Theissen ou méthode isohyétal. L’hyétographe est ensuite tracé en traçant la profondeur moyenne des précipitations par unité de temps, comme indiqué à la Fig. 2.10.

L'hyétographe est très utile pour relier les précipitations sur le bassin avec l'hydrogramme de crue obtenu. Il est généralement tracé sur la même feuille où l'hydrogramme est tracé. La seule chose est qu'il est tracé à l'envers alors que l'hydrogramme est tracé droit (Fig. 2.11).

L'hyétographe d'une tempête lorsqu'il est tracé à côté de l'hydrogramme d'inondation donne le décalage entre les précipitations et le débit de pointe. Il fournit également des informations importantes sur la durée effective de la tempête qui produit le ruissellement. L’utilisation de l’hyétographe est couramment utilisée dans l’estimation des crues par la méthode des hydrogrammes unitaires.