How big is Gouttelette de brume?
10 micromètres!
Une gouttelette de brume est l'une des minuscules gouttes d'eau qui restent en suspension dans l'air sous forme de brume. La plupart mesurent entre environ 4 et 20 micromètres de diamètre, et une gouttelette typique mesure environ 10 micromètres, soit un centième de millimètre. Un micromètre est un millième de millimètre.
Taille
La brume et le brouillard sont faits de la même chose : des gouttes d'eau si petites qu'elles restent en suspension dans l'air au lieu de tomber. L'Organisation météorologique mondiale (OMM) les distingue par la distance à laquelle un observateur peut voir. Dans le brouillard, la visibilité au sol est inférieure à 1 kilomètre, et dans la brume, elle est de 1 kilomètre ou plus. En pratique, la brume est un brouillard léger.
Les scientifiques mesurent les gouttelettes à l'aide d'instruments qui les comptent et les classent par taille. En 1992, dans le cadre d'une étude menée pour la NASA et la Federal Aviation Administration des États-Unis, un avion a traversé en descente des épisodes de brouillard, en cinq endroits des États-Unis. Près du sol, les gouttelettes les plus courantes mesuraient de 4 à 8 micromètres de diamètre, et plus haut, de 12 à 20 micromètres.
Une étude de 2022 portant sur 42 épisodes de brouillard près de Paris a trouvé des gouttelettes mesurant le plus souvent environ 11 micromètres de diamètre. Certains de ces épisodes présentaient aussi un second groupe de gouttelettes plus grandes, autour de 22 micromètres.
Comparaisons de taille
- Une gouttelette de brume typique, d'environ 10 micromètres de diamètre, est un peu plus large qu'un globule rouge, qui mesure environ 7,5 micromètres de diamètre.
- Un thou, soit un millième de pouce, mesure exactement 25,4 micromètres, la largeur d'environ deux gouttelettes typiques et demie.
- Environ 10 gouttelettes typiques placées côte à côte couvriraient la largeur d'un cheveu, soit environ 0,1 millimètre.
- Environ 100 gouttelettes typiques placées côte à côte couvriraient 1 millimètre, la plus petite graduation d'une règle métrique.
- Une goutte de bruine peut mesurer jusqu'à environ 0,5 millimètre de diamètre. Une goutte de cette taille est 50 fois plus large qu'une gouttelette de brume typique et contient environ 125 000 fois plus d'eau.
Brume, brouillard et bruine
Selon l'OMM, la brume forme généralement un voile mince et grisâtre, tandis que le brouillard forme un voile blanchâtre sur le paysage. Quand la lumière traverse le brouillard, on peut souvent voir à l'œil nu des gouttelettes isolées, dérivant en tourbillons.
La bruine est différente, car elle tombe. C'est une précipitation composée de très fines gouttes, rapprochées les unes des autres, qui tombent d'une couche nuageuse basse. Ses gouttes mesurent généralement moins de 0,5 millimètre de diamètre. Elles semblent presque flotter, de sorte qu'on y perçoit jusqu'aux moindres mouvements de l'air.
Comment se forme la brume
La brume se forme quand l'air humide se refroidit jusqu'à saturation, c'est-à-dire quand il contient autant de vapeur d'eau qu'il peut en retenir. Le brouillard de rayonnement se forme quand le sol perd de la chaleur, généralement la nuit, et refroidit la couche d'air la plus proche de lui. Le brouillard d'advection se forme quand de l'air chaud et humide passe au-dessus d'une surface plus froide, comme une mer froide.
Chaque gouttelette se forme autour d'une minuscule particule en suspension dans l'air, appelée particule d'aérosol, sur laquelle se condense la vapeur d'eau. Lors d'un épisode de brouillard près de Paris, les particules d'aérosol les plus courantes mesuraient environ 0,4 micromètre de diamètre, et les gouttelettes les plus courantes environ 11 micromètres. Les gouttelettes peuvent aussi grossir en entrant en collision et en fusionnant.
Sources
- Fog compared with Mist. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
- Fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
- Drizzle. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
- Radiation fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
- Advection fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
- Drop Size Distributions and Related Properties of Fog for Five Locations Measured From Aircraft. Zak, NASA Contractor Report 4585, 1994.
- Experimental study on the evolution of droplet size distribution during the fog life cycle. Mazoyer et al., Atmospheric Chemistry and Physics, 2022.
- 18.3 Erythrocytes. In Anatomy and Physiology, 2nd edition. OpenStax, 2022.
- NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. National Institute of Standards and Technology.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Coordination Office.