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Chaque année, la planète reçoit du ciel l'équivalent d'un mètre d'eau, sous différentes formes. Les précipitations viennent des nuages, où environ un million de gouttelettes sont nécessaires pour former une seule goutte de pluie de taille moyenne, qui sera assez lourde pour lutter contre la résistance de l'air et atteindre la surface de la Terre. La condensation amorce ce processus de formation des gouttes de pluie, que complètent d'autres mécanismes, dont le procédé de coalescence.
Lorsque les gouttelettes ont atteint par condensation un diamètre de 0,05 mm à 0,1 mm, elles amorcent une lente descente à travers le nuage. Dans leur mouvement, elles grossissent en absorbant les gouttelettes avec lesquelles elles entrent en collision. Lorsqu'une goutte atteint 6,35 mm de diamètre environ, la pression de l'air la brise en plusieurs gouttes plus petites. La forme d'une goutte de pluie dépend de sa taille. Les plus petites sont sphériques, alors que les plus grosses s'aplatissent sous la pression de l'air.
Dans les nuages chauds, la vapeur d'eau se condense d'abord sous forme de gouttelettes. Lorsque celles-ci ont atteint un poids suffisant, elles redescendent lentement, grossissent par coalescence, puis tombent en pluie. Si les courants ascendants sont forts, les gouttes en formation demeurent plus longtemps dans le nuage. En redescendant, elles atteignent une taille plus importante.
La formation des précipitations ne s'effectue pas tout à fait de la même façon dans les nuages froids. Les gouttelettes d'eau en surfusion, c'est-à-dire l'eau qui demeure liquide à des températures inférieures à 0 ˚C, se transforment en cristaux de glace lorsqu'elles rencontrent des particules en suspension dans l'air. La vapeur d'eau environnante givre au contact de ces cristaux, ce qui modifie leur forme et les alourdit. Dans leur chute, ils fondent en pénétrant dans une masse d'air plus chaud et se transforment en gouttes de pluie. Si la température de l'air reste au-dessous de 0 ˚C, les cristaux tombent sous forme de neige.
La pluie peut prendre différentes formes. Composée de très petites gouttes, la bruine provient de nuages bas, comme les stratus, et produit très peu d'accumulation au sol. La véritable pluie, composée de gouttes plus grosses (de 0,5 mm à 5 mm de diamètre), est classée selon la quantité de précipitations qu'elle produit en un certain laps de temps. La pluie fine laisse moins de 25 mm d'eau au sol par heure, la pluie modérée de 25 mm à 76 mm et la pluie forte, plus de 76 mm. On détermine l'importance des pluies en mesurant la hauteur d'eau accumulée dans un récipient appelé pluviomètre. La pluie y est recueillie à l'aide d'un entonnoir qui la dirige dans une éprouvette graduée. Alors que les pluies continues proviennent généralement de nuages épais, comme les nimbo-stratus, les averses (pluies subites, abondantes et de courte durée) se forment plutôt dans les cumulo-nimbus.
Voir aussi : pluies acides, pollution de l’eau, effet de serre
