Météorologie

Formation d'un orage de grêle

Orage de grêle

Depuis l'Antiquité jusqu'au 19ème siècle, la grêle était considérée comme un châtiment de Dieu, prières, pélérinages, processions, cloches d'églises ont été employés pour essayer d'enrayer le fléau. Outre ces manifestations religieuses, d'autres procédés ont été pratiqués, perches plantées dans le sol surmontées de signes magiques, tir d' artillerie dans les nuages (canon anti-grêle) et encore de nos jours les fusées paragrêles explosant à 2.000 mètres d'altitude.
Depuis le milieu du 20ème siècle, de nombreux progrès dans l'étude de l'atmosphère et manifestations météorologiques ont été accomplis mais ils se limitent encore actuellement, de façon efficace en ce qui concerne la grêle, simplement à la prévention et la localisation des lieux les plus susceptibles d'être atteints par ce phénomène.

Formation de la grêle

Les grêlons, constitués de glace, se forment dans les gros nuages à développement vertical que sont les cumulonimbus.
Par une belle journée ensoleillée le sol réchauffe l'air plus ou moins chargé de vapeur d'eau. L'air chaud s'élève, se refroidit, se sature en eau les gouttelettes d'eau apparaissent sur les noyaux de condensation formés des particules solides provenant du sol (poussières), un nuage se forme c'est le cumulus.
Les petites gouttelettes d'eau continuent à être entraînées par les courants ascendants créant un appel d'air des couches inférieures et formant une cheminée d'air, le nuage se développe vers le haut en prenant la forme d'un chou-fleur (c'est le cumulus congestus).
En continuant à monter l'air se refroidit de plus en plus et dès qu'il atteint 0° se produit la surfusion de l'eau. La surfusion de l'eau est une propriété importante des nuages où les gouttelettes d'eau restent liquides jusqu'à des températures voisinant les -40°C (vers une altitude de 8 à 1.000 m.) Mais dès que ces gouttelettes rencontrent des particules solides suspendues dans l' atmosphère (poussières par ex.) l'état de surfusion est rompu et il se forme de petits cristaux de glace (cela dépend donc de la pureté de l'air).
Ces petits cristaux de glace toujours entrainés par les courants ascendants se transforment en flocons de neige roulée (neige entourée de glace) puis en grésil, le nuage s'appelle maintenant cumulonimbus dont le sommet prend souvent la forme d'une enclume.

A ce stade deux phénomènes peuvent se produire :

  • les courants ascendants ont une vitesse inférieure à 40 km/heure le grésil tombe au sol ou se transforme en pluie suivant la température des couches d'air traversées.
  • Les courants ascendants ont une vitesse supérieure à 40 km/heure, le grésil monte toujours, se transforme rapidement en grêlons de plusieurs centimètres, ces grêlons, dès qu'ils atteignent un poids tel que le nuage ne peut plus les supporter, tombent alors au sol à grande vitesse (100 km/heure pour un grêlon de 40 m/m de diamètre).
  • Il est difficile de donner des chiffres exacts sur les chutes de grêle, cependant la moyenne en France peut être estimée à une durée de 15 minutes au total (très forte pendant 4 minutes) recouvrant 15 km2 de 1.000 tonnes de grêle avec 5 milliards de grêlons de dimension inférieure à 10 m/m. Il est rare que le diamètre dépasse 40 m/m.

    Le plus gros grêlon mesuré atteint 13,8 centimètres dans le NEBRASKA, ceci étant tout de même très exceptionnel. Autre continent, autre mesure, le Kazakhstan a connu la plus forte chute de grêle, les grêlons atteignaient 1,9 kg.