Note publique d'information : Dans la neige, l'existence de gradients thermiques est à l'origine de flux de vapeur
d'eau à travers toute l'épaisseur du manteau neigeux. Il en résulte des transformations
physiques des cristaux de neige ainsi que l'entraînement d'espèces chimiques et leur
libération dans l'atmosphère. Ces phénomènes sont englobés sous le terme de métamorphisme
de la neige et sont susceptibles d'affecter les propriétés physiques du manteau neigeux
et la composition chimique de l'atmosphère. Pour mieux comprendre l'influence de l'intensité
du métamorphisme sur les échanges air/neige, nous avons étudié le métamorphisme en
chambre froide, successivement en conditions isothermes et de gradient thermique,
ainsi que sur le terrain, au cours d'un hiver complet en Alaska. Nous nous sommes
attachés à la mesure de certains paramètres physiques, dont la surface spécifique,
variable centrale dans l'étude du manteau neigeux. Nous avons mis en évidence que
la cinétique de décroissance de la surface spécifique de la neige, en conditions isothermes
et de gradient, suivait une loi logarithmique simple. Nous avons également démontré
qu'en conditions isothermes, cette relation découlait de la loi générale du mûrissement
d'Ostwald. En conditions non-isothermes, la physique du phénomène étant plus complexe,
nous nous sommes résolus à une description empirique de l'évolution de la surface
spécifique afin qu'elle puisse être prise en compte dans les modèles d'évolution du
manteau neigeux. Cette étude nous a finalement permis d'identifier des interactions
complexes entre la neige et le climat.
Note publique d'information : Dry snow is an air-ice mixture that is subjected to thermal gradients causing water
vapour fluxes throughout the entire snowpack. They result in physical transformations
in snow crystal size and shape and can entrain and release chemical species to the
atmosphere. These phenomena are regrouped under the term “snow metamorphism”. They
can lead to major modifications in physical variables of the snowpack and in the chemical
composition of the atmosphere. To better understand the influence of the metamorphism
intensity on snow/air exchanges, we have performed laboratory studies, successively
under isothermal and temperature gradient conditions, and field studies during a whole
winter in Alaska. Snowpack physical properties were monitored, especially the snow
specific surface area that is a central parameter in snowpack studies. We have demonstrated
that the rate of decay of the specific surface area of snow, both under isothermal
and temperature gradient conditions, follows a simple logarithmic law. We have also
showed that under isothermal conditions, this relationship is inferred from the general
law of Ostwald ripening. Under non-isothermal conditions, the physics of the phenomena
involved is more complex. We have then proposed an empirical description of the evolution
of the specific surface area in order to take it into account in models of snowpack
evolution. This study has also allowed us to identify crucial interactions between
snow and climate.
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