L'eau précipitable est la quantité d'eau qui pourrait être obtenue si toute la vapeur d'eau contenue dans une colonne d'air était condensée et précipitée[1]. Elle est donnée sous la forme d’une épaisseur ou masse surfacique d’eau liquide (1 mm d'eau précipitable = 1 kg d’eau/m2).
L'eau précipitable est l'intégration dans la colonne de l'humidité spécifique (q) selon l'altitude (z) multipliés par la densité de l'air avec la hauteur (ρ(z))[2] :
.
En utilisant laloi des gaz parfaits et l'équilibre hydrostatique, l'équation peut s'exprimer en une intégration de l'humidité selon la pression dans la colonne[2] :
où g est l'accélération terrestre.
Ou encore, il est exprimé en termes derapport de mélange (r) selon la pression (p) avec la densité de l'eau (ρeau) et g par[3] :
Il existe différentes techniques de mesure. La plus classique est de faire l'intégration de données deradiosondage (humidité relative,pression atmosphérique ettempérature) sur l'ensemble de l'atmosphère avec les équations ci-dessus. Cependant, celle-ci n'est valide que pour les points de radiosondage effectués quotidiennement par les services météorologiques. Ceux-ci sont éloignés les uns des autres de plusieurs centaines, ou milliers, de kilomètres et peu de points se trouvent sur les océans ce qui donne une idée très grossière de la valeur de l'eau précipitable et de ses variations dans l'espace. Les données peuvent être aussi estimées rapidement sur un diagramme thermodynamique avec l'indice de George (indice K).
Depuis l'avènement des satellites il est maintenant possible de la calculer d'autres façons :
Des valeurs caractéristiques d'eau précipitable sont[9] :
L'eau précipitable est une donnée importante en météorologie. Elle varie dans le temps et l'espace avec les mouvements de l'atmosphère. Cette vapeur d'eau se transforme ennuages etprécipitations et il est donc très important d'en avoir une cartographie la plus précise possible pourprévoir le temps à grande échelle. Les valeurs d'eau précipitable prévues peuvent ainsi montrer les risques d'inondations si la prévision montre des quantités de 2 à 3 ou plus fois plus importantes que la valeur climatologique pour la saison, surtout dans des climats plus secs où la végétation et les terrains ne sont pas adaptés à absorber de grandes quantités de précipitations. En hiver, latroposphère est plus proche de la saturation, même avec une valeur d'eau précipitable faible, et par soulèvement de la masse d'air par un front des précipitations importantes peuvent se produire (ex. :tempête de neige)[9].
À plus petite échelle, les orages sont le lieu d'un mouvement vertical très important et l'eau précipitable est un des paramètres utilisés dans laprévision des orages violents pour estimer les quantités depluie ou degrêle qu'ils peuvent produire. Ces précipitations étant souvent plus importantes que l’eau précipitable disponible dans la colonne d'air où se trouve le nuage cela montre que ce dernier puise son eau dans les régions environnantes, principalement dans lacouche limite atmosphérique[2]. De plus, lorsque les valeurs sont importantes, ainsi que l'énergie potentielle de convection disponible (EPCD), les orages donneront beaucoup defoudre, et desrafales descendantes violentes[9].
