Là neige c’est une forme de précipitation atmosphérique composée d’un mélange de cristaux de glace et d’air. C’est précisément sa structure particulière qui donne à la neige sa couleur blanche caractéristique : lorsque la lumière traverse un flocon de neige, les rayons correspondant aux différentes couleurs sont déviés et diffusés dans toutes les directions, apportant ainsi à nos yeux un mélange de toutes les couleurs, que notre cerveau perçoit très proche du blanc pur. Cela se produit même lorsque la glace est transparente : cette dernière a une structure plus compacte et homogène, donc la lumière ne se réfracte pas beaucoup et apparaît transparente.
Parce que la neige est blanche
Nous savons que si nous voyons des couleurs, c’est grâce à la lumière, composée de différentes longueurs d’onde. Lorsque la lumière frappe un objet, une partie de ces longueurs d’onde est absorbée tandis que le reste est réfléchi. Nos yeux captent la lumière réfléchie grâce à des cellules spéciales de la rétine qui envoient des messages au cerveau.
Essentiellement, la façon dont la lumière est dispersée et transmise à travers la structure de la neige et de la glace, il détermine la différence de couleur entre les deux.
Les cristaux de glace qui composent la neige sont organisés de manière aléatoire et se mélangent à l’air, formant ainsi une structure très poreuse. En raison de cette répartition, lorsqu’elle frappe la neige, la lumière ça se propage, ça se réfracte et oui se reflète dans les cristaux de glace encore et encore et dans toutes les directions. Ce phénomène particulier, où la lumière frappe un objet et vient répandu en son sein un très grand nombre de fois, on l’appelle diffusion multiple et c’est pourquoi nous voyons de la neige blanc.
En effet, cette dispersion de la lumière au sein de la structure de la neige implique toutes les longueurs d’onde de la lumière visible, et comme ils sont réfléchis dans des proportions similaires, la lumière réfléchie que nous voyons est globalement blanche. Plus les cristaux sont petits, plus il est probable que la lumière se propage à travers la neige. Habituellement le taille moyenne des cristaux varie de quelques micromètres à quelques millimètres dans les plus gros flocons.
De plus il faut dire que la neige a un pouvoir réfléchissant de la surface (ce qu’on appelle l’albédo, c’est-à-dire une mesure de la quantité de lumière réfléchie sur la surface d’un matériau spécifique) est très élevé et pour cette raison, il reflète 90 % de la lumière visible incidente, c’est pourquoi nous voyons de la neige très blanche. Cette propriété le rend l’un des matériaux naturels les plus réfléchissants. Lorsque, à des températures plus élevées, la neige commence à fondre, la présence d’eau liquide entre les cristaux réduit l’effet de diffusion de la lumière, diminuant ainsi l’albédo.
Parce que la glace est transparente
Là structure de glacecependant, c’est plus compact et moins poreux par rapport à la neige, avec un réseau cristallin extrêmement régulier et très peu d’interactions perturbatrices et, généralement, ne comprend pas bulles ou impuretés. C’est pour cette raison que la lumière traverse ce type de structure cristalline. sans être significativement répandu ou dispersés. De cette façon, les rayons lumineux peuvent traverser la glace de manière directe et plus linéaire, sans être perturbés pendant leur trajet, c’est pourquoi nous le voyons transparent.
Dans certaines conditions d’éclairage, la glace apparaît en bleuplutôt que totalement transparent, car il absorbe sélectivement les longueurs d’onde les plus longues de la lumière visible (rouge et jaune), tout en transmettant mieux les plus courtes, comme le bleu. Cet effet est particulièrement visible dans de très gros blocs de glaceoù le chemin de la lumière dans la glace amplifie cela absorption sélective.
La couleur naturelle de la neige ou de la glace peut être modifié provenant de matières organiques, de poussières et de sels : par exemple, les particules de suie réduisent le pouvoir réfléchissant en absorbant davantage de lumière.
Parce qu’il est utile de connaître cette différence
Connaître les différences structurelles entre la neige et la glace, leur propriétés optiques et leur visibilité, est crucial pour calculer l’équilibre entre l’énergie que la Terre reçoit du Soleil et l’énergie que la Terre rayonne dans l’espace (bilan de rayonnement terrestre), utile pour surveillance du changement climatiquecomprendre le climat de la Terre et développer des modèles climatiques.
Connaître ce paramètre permet d’étudier l’interaction entre atmosphère et surface, de suivre les variations temporelles et spatiales, et donc aussi d’optimiser les politiques environnementales. Comprenez également les différences entre les pouvoirs réfléchissants de ces deux surfaces différentes, permet d’utiliser le télédétection et le images satellites Pour surveiller l’étendue des calottes glaciaires.