Le gel au sol se forme lorsque la température à proximité du sol (mesurée à 5 cm au-dessus du sol) descend jusqu'au point de congélation ou plus bas. Lorsque c'est le cas, l'agriculture et la sylviculture sont exposés à certains dégâts. Du gel au sol peut également se produire lorsque la température de l'air est supérieure à 0 °C à 2 m de hauteur (mesure standard de la température).
On parle de gel au sol lorsque la température à proximité du sol descend jusqu'au point de congélation ou plus bas. Pour mesurer cela, un capteur de température est placé à environ 5 cm au-dessus du sol, généralement au-dessus de l'herbe. La preuve visuelle évidente du gel du sol est la formation de gelée blanche. Celui-ci se forme lorsque l'humidité de la couche d'air la plus proche du sol se dépose directement sur la surface froide et gèle.
Pendant les nuits dites de rayonnement, c'est-à-dire lorsque le ciel est dégagé et que le sol peut se refroidir librement, la température à 5 cm est nettement plus basse qu'à 2 mètres de hauteur, où la température normale de l'air est déterminée. La différence de température est d'autant plus grande qu'il y a moins de nuages dans le ciel. En règle générale, il fait jusqu'à 5 degrés de moins près du sol qu'à 2 m de hauteur.
Pour que de fortes gelées au sol se produisent, certaines conditions doivent être remplies. La plus importante est la présence d'une masse d'air froid. Celle-ci nous vient généralement du nord ou du nord-est :
Autres conditions préalables :
En plaine, au nord des Alpes, il faut s'attendre dès septembre aux premières gelées automnales au niveau du sol. Aux stations de mesure de Genève et Payerne, toutes deux avec des séries de mesures de longue durée de la température de 5 cm, le premier gel automnal du sol apparait toutefois généralement en octobre. Ce n'est que rarement qu’il faut l’attendre jusqu'à début novembre.
Même dans les séries de mesures plus courtes, à partir de 1981, le premier gel automnal du sol est principalement un phénomène d'octobre. Le site de mesure de Berne constitue une exception, montrant les premières gelées automnales au sol principalement en septembre et, de manière isolée, dès la fin août.
En plaine, au sud des Alpes, les premières gelées au sol sont attendues dans la deuxième quinzaine d'octobre. Sur le site de mesure de Lugano, les premières gelées automnales au sol n’apparaissent généralement qu'en novembre ou en décembre.
Des minima de -6 °C mesurés à 5 cm ne sont pas rares sur le Plateau au mois d'avril ; la température descend parfois sous la barre des -10 °C.
Des températures négatives au niveau du sol ne sont pas rares début avril. En moyenne, nous avons entre le 1er et le 15 avril entre une et deux gelées significatives (température à 5 cm du sol inférieure à -4 °C) par an. Ces gelées peuvent alors être plus ou moins dangereuses en fonction de l'état de la végétation. Ces dernières années, les agriculteurs, viticulteurs et maraîchers de notre pays ont subi trois gelées sévères, à savoir le 7 avril 2015, le 20 avril 2017 et le 7 avril 2021.
Même en mai, de fortes gelées au sol sont possibles. Ainsi, le 1er mai 1984, on a mesuré à Tänikon une température minimale de -6,5 °C à 5 cm, et à Kloten, la température est descendue à -5,2 °C le 7 mai 2019.
La situation n'est pas très différente dans les cuvettes du sud des Alpes, comme à Stabio. Là aussi, la température à 5 cm descend souvent en dessous de -6 °C en avril. Le 9 mai 1997, on a encore relevé -3,9 °C.
De légères gelées au sol peuvent encore se produire en juin en plaine, en particulier dans les cuvettes. Au-dessus de 1000 m, la température à 5 cm peut descendre juste en dessous du point de congélation en de nombreux endroits, même en plein été.
Par ciel clair, des lacs d'air froid peuvent se former dans les plaines/vallées avec des températures plus basses de quelques degrés. C'est pour cette raison que la plupart des vergers d'abricotiers en Valais sont situés en hauteur sur les pentes.
L'aspersion est un moyen efficace de lutte contre le gel, lorsque celui-ci n'est pas trop fort. Il est surtout utilisé pour les arbres fruitiers et certaines cultures proches du sol. Contrairement aux idées reçues, ce ne sont pas les propriétés isolantes de la glace qui entrent en jeu, mais celles de l'eau (H2O) lorsqu'elle gèle. En passant de la phase liquide à la phase solide, l'eau dégage de la chaleur. Un gramme d'eau produit 333 J ou 80 cal lorsqu'il gèle. Une grande partie de cette énergie est libérée dans l'atmosphère, mais ce qui reste suffit à maintenir l'organe végétal à une température d'environ 0 °C et donc à une température supportable. Cependant, pour que ce processus se poursuive pendant une nuit de gel, de l'eau liquide doit être apportée en permanence, car la température de 0 °C ne peut être maintenue que si de la glace se forme.
Les radiateurs ou les bougies en paraffine constituent un autre moyen de lutte. Certains arbres fruitiers sont en effet plus fragiles et peuvent se briser sous le poids de la glace. On utilise alors des bougies que l'on répartit dans le verger à proximité des arbres. Il serait utopique de croire que les bougies peuvent réchauffer l'air ambiant : elles constituent malgré tout un contre-rayonnement et empêchent ainsi les plantes de trop se refroidir.
Au printemps en particulier, le gel au sol peut provoquer des dégâts pour l'agriculture et l'horticulture. C'est pourquoi MétéoSuisse met en garde contre le risque de gel au sol entre le 15 mars et le 31 octobre. Les alertes sont valables pour les basses altitudes, en dessous de 600 m.
La terminologie suivante est utilisée :
Bien entendu, le gel au sol se produit aussi pendant le semestre d'hiver. Mais comme le gel au sol n'est pas exceptionnel à cette période de l'année et que la végétation est en repos hivernal, il n'est pas nécessaire d’émettre d’alerte.
Le gel au sol peut causer des dommages aux plantes et gêner le secteur de la construction. Les facteurs décisifs sont la température pendant la nuit, la couverture nuageuse et le vent.
Les mesures de protection suivantes peuvent limiter les dégâts dus au gel :