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Qu'est-ce que la grêle ?

La grêle est un des types solides de précipitations atmosphériques. La grêle est constituée de particules de glace de diamètre supérieur à 5 mm: les grêlons. Les épisodes de grêle se produisent en général lors d'orages violents, au sein de cumulonimbus.

Comment se forme la grêle ?

Elle se forme spécifiquement dans les cumulonimbus; un nuage de forte extension verticale dû à l'instabilité de l'air où les puissants courants ascendants soulèvent rapidement en altitude de l'air très humide qui se condense puis gèle en montant à la suite du refroidissement rapide. Les gouttelettes d’eau deviennent ainsi des grains de glace. S'ils sont suffisamment lourds, ils retombent et accumulent d'autres gouttelettes d'eau.

Mais comme le courant ascendant plus bas est encore trop fort, le grain de glace est à nouveau projeté vers le haut, avec l'eau accumulée autour de lui. Celle-ci gèle également, ce qui fait grossir le grain. Il arrive souvent que les grêlons fusionnent entre eux pour donner des particules encore plus grosses.

Le tout permet aux grêlons de croître rapidement dans les régions du nuage à fort contenu liquide. Le taux de croissance est particulièrement important autour de −13 °C. Le processus se passe également dans un courant ascendant très fort qui amènera les grêlons très haut dans l'atmosphère, jusqu'à plus de 15 km d'altitude, à une vitesse ascensionnelle souvent de plus de 40 km/h.

Par succession de ce processus, les grêlons vont grossir jusqu'à ce que le courant ascendant ne soit plus assez puissant pour porter le grêlon en altitude. Il finit donc par tomber.

Taille des grêlons

Dans la terminologie technique, les cristaux de glace d’un diamètre d’au moins cinq millimètres sont considérés comme de la grêle. Les grains de glace plus petits sont appelés grésil. le diamètre peut varier mais il est en général de 5 à 50 millimètres.

Le Centre National de Recherche Atmosphérique de Boulder (Colorado) a reçu le plus gros grêlon jamais signalé sur le continent nord-américain. Mesure 8 pouces de diamètre. Il pèserait près de 880 grammes et serait tombé dans l’état du Dakota le 23 juillet 2010, suite à une tempête de grêle.

De nombreux facteurs déterminent la taille des grêlons. L’humidité joue un rôle aussi important que l’élévation du zéro degré ou le cisaillement du vent. Les gros grêlons se forment de préférence dans les orages intenses qui seront plus fréquents à l’avenir.

À quoi ressemble un grêlon ?

Lorsque des particules de glace ne dépassant pas 5 mm de diamètre, plutôt opaques, tombent d'un cumulonimbus et rebondissent au sol sans se briser, on parle de grésil.

Les grêlons, eux, font plus de 5 mm de diamètre. Ils sont de forme plus irrégulière, quoiqu'assez souvent circulaire. Lorsque plusieurs grêlons fusionnent, on obtient des formes parfois assez originales.

Un grêlon est généralement composé d'une alternance de couches de glace concentriques opaques ou transparentes, selon les différents types de croissance qu'il a subis.

Structure en couches

Une coupe transversale des gros grêlons montre qu'ils ont une structure en pelure d'oignon, c'est-à-dire formée de couches de croissance épaisses et translucides alternant avec des couches minces, blanches et opaques.

Le grêlon en ascension traverse des zones du nuage où la concentration d'humidité et de gouttelettes en surfusion varie. Son taux de croissance change selon les variations rencontrées. Le taux d'accrétion des gouttelettes est un autre facteur de croissance. Ces dernières s'agglomèrent par contact avec le grêlon.

Croissance humide En grossissant, la particule descend de plus en plus vite au regard des gouttelettes d'eau surfondue qu'elle collecte encore plus rapidement. Elle se réchauffe progressivement et l'eau gèle plus lentement à sa surface. La particule prend alors une apparence transparente et sa densité augmente.

Croissance sèche Alors que dans les régions de l'orage où c'est surtout de la vapeur d'eau qui est disponible, la particule va les collecter et les faire geler instantanément et il se formera une couche de givre blanc opaque.

La vitesse de chute de la grêle

La vitesse de chute de la grêle dépend principalement de la taille du grain, du frottement entre le grain et l'air environnant, des conditions locales de vent (à la fois horizontal et vertical) et du degré de fonte du grêlon.

Pour les petits grêlons (moins de 2.50 cm de diamètre), la vitesse de chute attendue est comprise entre 15 et 40 km/h.

Pour la grêle que l'on observerait normalement lors d'une forte tempête (2.50 cm à 4.50 cm de diamètre), la vitesse de chute attendue est comprise entre 40 et 65 km/h.

Dans les supercellules les plus fortes qui produisent la plus grosse grêle que l'on puisse s'attendre à voir (5cm à 10cm de diamètre), le taux de chute attendu se situe entre 70 et 115 km/h.

Il est possible que de très gros grêlons (diamètres supérieurs à 10 cm) tombent à plus de 160 km/h.

Mesures de protection

Les grêlons peuvent s'abattre à une vitesse supérieure à 100 km/h. Ceci est sans aucun doute une raison suffisante pour chercher un toit pour s'abriter, mais aussi pour prendre des mesures immédiates de protection du bâtiment et de ce qui l'entoure.

• Ne vous abritez pas sous un arbre isolé ou un abri ouvert isolé.
• Si vous êtes à l'extérieur, cherchez immédiatement un abri dans un bâtiment ou sous un carport.
• À défaut d’abri, protégez votre tête avec un objet ou un vêtement.
• Rentrez vos véhicules dans le garage ou déplacez-les sous un carport.
• Rester à l'intérieur de votre domicile jusqu'à ce que l'averse de grêle soit terminée.
• Fermez les portes et portails, ainsi que toutes les ouvertures du bâtiment existantes.
• Assurez-vous que l'eau puisse s'écouler par les chenaux.