Les précipitations désignent toutes les formes de l'eau à l'état liquide ou solide provenant de l'atmosphère.... Ces hydrométéores (cristaux de glace ou gouttelettes d'eau), ayant été soumis à des processus de condensation et d'agrégation à l'intérieur des nuages, sont devenus trop lourds pour demeurer en suspension dans l'atmosphère et tombent au sol ou s'évaporent en virga avant de l'atteindre... Les précipitations se caractérisent par trois principaux paramètres : leur volume, leur intensité et leur fréquence qui varient selon les lieux et les périodes (jours, mois ou années).
Par extension, le terme peut également être utilisé pour des phénomènes similaires sur d'autres planètes ou lunes ayant une atmosphère. D'autre part, le brouillard et la brume ne sont pas des précipitations car la vapeur d'eau condensée ne tombe pas. Il s'agit de nuages non précipitant au sol.
Précipitations terrestres Types vignette|Type de la précipitation selon la structure thermique (bleu sous zéro degré Celsius et rouge au-dessus) La fréquence et la nature des précipitations dans une région géographique donnée sont des caractéristiques importantes de son climat. Elles contribuent de façon essentielle à la fertilité et à l'habitabilité des zones tempérées ou tropicales ; dans les zones polaires, elles aident au maintien des calottes glaciaires. La précipitation peut prendre les formes suivantes (parfois mélangées) : Liquide Pluie Bruine Pluie verglaçante Bruine verglaçante
Solide
Dans les rapports d'observation météorologique, le type de précipitation s'accompagne d'une indication d'intensité (légère, modérée, ou forte), ainsi que d'une mesure de la visibilité au travers de la précipitation. Les rapports d'observations indiquent aussi le caractère temporel de la précipitation : si son intensité varie rapidement et s'accompagne d'éclaircies, la précipitation est appelée une averse.
Mesure Les précipitations liquides s'évaluent en hauteur d'eau équivalente sur une période donnée (exemples : par an, par mois, par jour). Alors qu'elles sont mesurées en millimètres (mm), les précipitations solides telles que la neige sont évaluées en centimètres (cm). Les précipitations peuvent aussi être exprimées en litres par mètre carré () d'équivalent liquide recueilli sur une surface d'un mètre carré. Également, le de précipitations, soit par mètre carré, correspond à ou par hectare.
Mécanismes de formation des précipitations vignette|upright=1.5|Condensation et coalescence sont importantes dans le cycle de l'eau.
Condensation
Les gouttes commencent à se former dans de l'air généralement au-dessus du point de congélation quand l'air soulevé devient légèrement sursaturé par rapport à la température environnante. Pour cela il faut cependant des noyaux de condensation, poussières ou grains de sel, sur lesquels la vapeur d'eau se dépose. La solution chimique obtenue abaisse la tension de surface nécessaire pour former une goutte.. Il y a d'abord formation de très fines gouttes qui donnent le nuage. À mesure que ces gouttes montent, elles passent sous le point de congélation mais resteront généralement surfondues lorsque leur température est comprise entre et . En effet, les noyaux de congélation sont beaucoup moins disponibles que les noyaux de condensation ce qui laisse beaucoup de temps durant l'ascension avant d'en rencontrer un et de transformer les gouttes en cristaux de glace.
À mesure que les gouttelettes augmentent de diamètre, un second processus doit intervenir, la coalescence, afin d'atteindre un diamètre suffisant pour former des gouttes de pluie. En effet, les gouttelettes formées par condensation n'atteignent que quelques dizaines de micromètres dans le temps nécessaire habituellement pour donner de la pluie..
Coalescence
La coalescence est l'amalgamation de deux ou plusieurs gouttelettes par collision pour en former une plus grosse. Les gouttelettes croissant à des vitesses différentes, selon la concentration de vapeur d'eau, elles se déplaceront à une vitesse différente qui est reliée à leur diamètre et au courant ascendant. Les plus grosses bougeant plus lentement captureront les plus petites en montant puis lorsqu'elles ne peuvent plus être soutenues par le courant, elles redescendront et poursuivront leur croissance de la même façon.
Effet Bergeron
L'effet Bergeron, de son découvreur Tor Bergeron, est le plus efficace des processus de formation des gouttes de pluie ou de neige. Lorsque des cristaux de glace se forment finalement par congélation de gouttelettes, ils ont une pression de saturation moindre que celle des gouttelettes environnantes. Les gouttelettes s'évaporent donc et la vapeur d'eau va se déposer sur les cristaux..
Ces cristaux finiront également par tomber et entreront en coalescence avec d'autres pour former des flocons de neige. Ils captureront également par coalescence des gouttes ce qui les givrera si la température est sous zéro degré Celsius. Si la température de l'atmosphère est partout sous zéro au-dessus du sol, on aura de la neige. Par contre, si le niveau de congélation n'est pas au sol ou s'il y a des couches au-dessus du zéro en altitude, on aura une variété de types de précipitations : pluie, pluie verglaçante, grésil
Modes de formation des précipitations 200px|thumb|right|Précipitation orographique Pour que des gouttelettes d'eau se forment et donnent un nuage puis de la précipitation, il faut un mécanisme pour amener l'air à saturation. À moins que l'air ne se refroidisse par un mécanisme d'advection d'air froid ou de transfert radiatif, comme dans le cas de la formation du brouillard, c'est par soulèvement que cela se produit. Lorsque les hydrométéores deviennent trop massifs pour être supportés par le mouvement vertical disponible, ils se mettent à tomber vers le sol. Outre leur phase, on distingue donc deux types de précipitations en fonction du mécanisme qui cause le mouvement vertical : Les précipitations stratiformes qui viennent du soulèvement lent et à grande échelle de l'humidité qui se condense uniformément. Comme exemple : les précipitations synoptiques, causées par les dépressions des latitudes moyennes. les précipitations côtières qui ont lieu à proximité des littoraux et ont pour cause le soulèvement de l'air humide provenant de la mer par les aspérités du continent. les précipitations orographiques où le relief force les masses d'air à s'élever : les versants au vent sont alors très pluvieux, les versants sous le vent sont plus secs. Le foehn est une illustration de ce phénomène. Les précipitations convectives résultent de la brusque élévation de masses d'air chargées d'humidité, par la poussée d'Archimède, à cause de l'instabilité de l'air. Comme exemple : les orages et averses isolés ou organisés. les précipitations des zones de convergence où les orages se développent parce que l'air instable et humide peut se concentrer et convecter avec le réchauffement diurne. Par exemple, on retrouve cela dans la zone de convergence intertropicale et à l'avant des fronts froids. les précipitations cycloniques où les précipitations convectives généralisées sont engendrées par l'organisation des cyclones tropicaux.
Ces deux types de précipitations ne sont pas mutuellement exclusives cependant. En effet, il peut y avoir des zones instables dans une masse de pluie ou de neige stratiforme ce qui donnera lieu à des averses plus fortes dans ces secteurs. De la même façon, on peut obtenir par soulèvement des conditions instables. Par exemple, des vents remontant une pente peuvent faire dépasser le niveau de convection libre à la parcelle d'air soulevée et donner un orage.
Un nuage engendrera en général des précipitations significatives lorsque son épaisseur dépasse ()... En général, un nuage n'engendrera pas de précipitations si la densité d'eau liquide dans le nuage est inférieure à / m³..
Organisation spatiale Les précipitations peuvent être organisées de différentes façons : en larges zones, en bande de précipitations ou être isolées. Cela dépend de la stabilité de la masse d'air, des mouvements verticaux dans celle-ci et des effets locaux. Ainsi, à l'avant d'un front chaud, les précipitations seront surtout stratiformes et couvriront plusieurs centaines de kilomètres de largeur et de profondeur. Par contre, devant un front froid ou dans un cyclone tropical, les précipitations formeront de minces bandes qui peuvent s'étirer latéralement sur de grandes distances. Finalement, une averse ou un orage donnera des précipitations sur quelques kilomètres carrés à la fois, formant une colonne de précipitations sous le nuage convectif.
Pluviométrie vignette|404x404px|Répartition des précipitations pour les mois de juin-août (en haut) et décembre-février (en bas) basée sur les données de la réanalyse ERA5.
La pluviométrie est l'étude des cumuls de pluie, de neige ou de toute autre forme d'eau grâce à des instruments de mesure in situ ou par télémétrie. Les accumulations à l'état solide viennent s'ajouter par alimentation à un glacier ou à un champ de neige ; le contraire est l'ablation.. Le cumul de précipitations liquides et solides est l'un des facteurs conditionnant le climat et par conséquent le développement des sociétés humaines et est souvent un enjeu géopolitique.
Les précipitations se forment et tombent aussi en mer. Les océans, en raison de leur superficie, reçoivent plus de précipitations que la terre.. Ils stockent environ 97 % de l'eau de la Terre et fournissent la grande majorité de l'eau évaporée qui entre dans le cycle de l'eau. Des changements importants pourraient avoir un impact sur la disponibilité de l'eau, la demande en eau et l'allocation de l'eau aux niveaux mondial et local..
Plusieurs instruments sont utilisés en pluviométrie, dont le pluviomètre/pluviographe est le plus connu. La mesure peut s'effectuer sous diverses unités, selon que le type de précipitations soit solide ou liquide, mais elle est ramenée en millimètre d'équivalence en eau, autrement dit en litres par mètre carré de surface horizontale, pour fin de comparaison.
Déposition Deux types de dépositions peuvent être recueillis dans un pluviomètre mais ne forment rarement plus qu'une trace d'accumulation : le brouillard est un nuage au sol formé de gouttelettes ; la rosée et le givre sont la condensation sur des objets de l'excès de vapeur d'eau de l'atmosphère lorsque la température descend sous le point de rosée (saturation de plus de 100 %).
Dans ces deux cas on ne peut parler de précipitations puisque les gouttelettes se forment ou se déposent sur le sol ou des objets sans tomber.
Recherche Selon Xuebin Zhang (2007) de la division de la détection et analyse du changement climatique d'Environnement et Changement climatique Canada (Toronto au Canada), l'homme des pays développés est le responsable direct de 50 à 85 % de l'augmentation des précipitations survenant aux latitudes tempérées (40-70° N).. Il a ainsi analysé la pluviométrie par bandes de latitude entre 1925 et 1999. La moyenne a augmenté de dans les latitudes moyennes de l'hémisphère nord (États-Unis, Europe du Nord, Russie) contre une diminution de en moyenne pour les contrées tropicales de l'hémisphère nord (Sahel, Shara). La part de l'homme a été confrontée à différents modèles (avec et sans émissions de gaz à effet de serre et sols sulfatés) pour arriver à la conclusion citée ci-dessus. Le plus grave restant que les précipitations ont évolué plus rapidement que prévu, tout comme la hausse du niveau des mers. Les projections actuelles sous-évaluent ainsi les risques climatiques à long terme.
Ensemencement naturel et artificiel Dans la nature divers processus participent à l'ensemencement de l’atmosphère, passivement et/ou par des espèces vivantes.
Ensemencement naturel