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La plupart des gens sont surpris lorsque des boules de glace tombent soudainement du ciel au printemps et en été. Les grêlons peuvent parfois atteindre plusieurs centimètres. Mais pourquoi la grêle tombe-t-elle principalement entre mai et juillet et comment se forme-t-elle ?
Comment se forme la grêle ?
La grêle se forme exclusivement à l'intérieur des nuages d'orage. Ceux-ci se forment lorsque des masses d'air chaud s'élèvent. La vapeur d'eau contenue dans l'air chaud se refroidit et commence à se condenser, formant de petites gouttelettes d'eau invisibles à l'œil nu.
Les courants ascendants à l'intérieur du nuage d'orage entraînent les gouttelettes d'eau vers le haut. Lorsqu'elles atteignent une altitude où la température est inférieure à zéro degré Celsius, généralement entre 3 et 4 kilomètres, certaines gouttelettes d'eau peuvent geler et former ce que l'on appelle des embryons de grêle. Cependant, la congélation ne se produit spontanément qu'à des températures très basses, environ à partir de moins 40 degrés, c'est-à-dire uniquement dans les couches supérieures d'un orage.
Comment notre atmosphère génère des «boules de glace»
Les embryons de grêle peuvent également se former plus bas dans l'orage, notamment lorsqu'une gouttelette d'eau contient un grain de sable, une autre particule, ou lorsqu'elle entre en contact avec une particule de glace. C'est ainsi que se forme la plupart des embryons de grêle. Ce ne sont pas toutes les gouttelettes d'eau montant dans le nuage d'orage qui gèlent ; beaucoup restent liquides malgré des températures inférieures à zéro degré – on parle alors «d’eau surfondue». Lorsque ces gouttelettes surfondues entrent en collision avec des embryons de grêle, l'eau gèle et la grêle grossit. Pour atteindre un diamètre de plusieurs centimètres, un grêlon doit flotter dans le courant ascendant pendant 5 à 15 minutes et absorber de nombreuses gouttelettes d'eau surfondues. Il en résulte souvent une structure en forme d’onion, mais la forme et la structure interne des grêlons sont variées : chaque grêlon a sa propre histoire. Si le grêlon devient trop lourd pour le courant ascendant, il tombe.
La grêle est particulièrement fréquente entre mai et juillet, car c'est à cette période que les conditions propices à de violents orages sont les plus souvent réunies, à savoir un air humide et riche en énergie. Avant et après cette période, ces conditions météorologiques sont plus rares, et donc la grêle aussi.
Curieux d'en savoir plus sur la grêle ?
Le grand public peut obtenir des informations encore plus détaillées sur la grêle dans le module didactique sur la grêle du Laboratoire Mobilière de recherche sur les risques naturels de l'Université de Berne. Ce module a été développé en étroite collaboration avec MétéoSuisse et est disponible en trois langues : français, allemand et italien.
Accédez ici aux modules didactiques sur la grêle
Hagel, grêle, grandine
Le module didactique interactif sur la grêle est accessible au public en ligne. À l'aide de vidéos, de cartes interactives et d'exercices passionnants, il explique comment se forme la grêle, comment elle est observée, où et à quelle fréquence elle tombe. Puis, comment nous pouvons réduire les dommages causés par la grêle dans l'agriculture, ainsi que sur les véhicules et les bâtiments. Le module didactique s'adresse aux classes du secondaire II et à toute autre personne intéressée. Il permet d'apprendre de manière interactive tout ce qu'il faut savoir sur ce danger naturel glacial.
MétéoSuisse collabore avec l'EPFL pour mettre au point de nouvelles méthodes permettant de mieux mesurer la grêle. Ensemble, ils ont développé un modèle statistique qui décrit la répartition de la taille des grêlons, c'est-à-dire qui indique en termes simples combien de petits et de gros grêlons tombent lors d'un orage. Sur cette base, les chercheurs développent actuellement un procédé permettant d'estimer la répartition de la taille des grêlons au sol à partir de mesures radar tridimensionnelles. Si cette étape aboutit, cela constituerait une avancée majeure dans la recherche sur la mesure de grêle.