Grêle

Grêle

La grêle est une précipitation de morceaux de GLACE dont le diamètre peut varier d'environ 5 mm à 10 cm et dont la masse varie d'environ 0,1 g à 1 kg. Le grêlon de 290 g qui est tombé près de Cedoux (Saskatchewan) est l'un des plus gros enregistrés au Canada. Le record mondial homologué appartient au grêlon de 770 g qui est tombé à Coffeyville, au Kansas. Les petits grêlons ont souvent tendance à être coniques, tandis que les plus gros sont sphériques. Les grêlons encore plus gros sont ovales et leur surface est souvent couverte de saillies glacées qui donnent la fausse impression que ce sont là plusieurs grêlons gelés ensemble. En réalité, ces lobes de grande surface se forment comme des glaçons à partir de l'eau centrifugée à la surface des grêlons en rotation rapide.

Formation

L'embryon d'un grêlon est une goutte de PLUIE gelée ou un grain de grésil qui s'est formé dans une des petites colonnes ascendantes (nuages grêligènes) adjacentes au courant ascendant principal d'un orage de grêle. Cet embryon se transforme peu à peu en grêlon dans le puissant courant ascendant principal qui se trouve au coeur d'un NUAGE de type cumulonimbus bourgeonnant, dont la température près du sommet est de -40 °C. Une fois dans le courant ascendant principal, l'embryon de grêlon est entraîné vers le haut par le courant d'air plus rapidement qu'il ne peut tomber, atteignant des altitudes pouvant atteindre jusqu'à 15 km. Chemin faisant, la captation de gouttelettes d'eau surfondue (de température inférieure à 0 °C, mais non gelée) par collision et coalescence est suivie du gel d'une partie de cette eau à la surface du grêlon. Après chaque collision, l'eau percutée n'ayant pas gelé à la surface du grêlon est rejetée dans le sillage de ce dernier sous la forme de gouttelettes de pluie de diamètre voisin du millimètre et qui, à leur tour, peuvent geler et créer de nouveaux embryons de grêlon. Les courants d'air verticaux d'une vitesse de 10 à 50 m/s aident à garder le grêlon dans le nuage où il poursuit sa croissance pouvant durer jusqu'à une demi-heure. Il sort finalement du courant d'air ascendant - mais non du nuage - pour plonger vers le sol à une vitesse pouvant aller jusqu'à 50 m/s.

La glace d'un grêlon peut contenir des bulles ou être claire, selon la concentration en eau liquide du nuage, la température de l'air et la dimension du grêlon. Les petits grêlons, les basses températures et les faibles concentrations en liquide donnent de la glace opaque à bulles (appelée givre opaque) renfermant de petits cristaux de glace et ayant une densité faible. Les bulles résultent de l'air emprisonné entre les gouttelettes de nuage gelées et rendent la glace poreuse. Inversement, les gros grêlons qui grossissent à des températures de près de 0 °C et lorsque la concentration en eau liquide est élevée ont tendance à produire de la glace claire et dense contenant peu de bulles. Dans des conditions intermédiaires, il se forme de la glace spongieuse; c'est une matrice de glace contenant jusqu'à 50 p. 100 d'eau liquide non gelée et d'apparence laiteuse. Si cette eau liquide ne finit pas par geler, les grêlons spongieux peuvent être très mous et fondants lorsqu'ils touchent le sol. Du grésil peut aussi se former par une croissance de givre poreux suivie d'un mouillage par de l'eau liquide.

Les variations de température et de concentration en eau liquide rencontrées par le grêlon durant sa croissance dans le nuage provoquent une alternance de couches de verglas et de glace bulleuse rappelant la structure d'un oignon. Même si la croyance populaire veut que chaque couche soit produite par un aller-retour vertical du grêlon dans le nuage, rien ne prouve que même les plus gros grêlons montent et descendent plus de deux fois : une fois à l'état d'embryon dans un nuage grêligène, puis une seconde fois à l'état de grêlon dans le courant ascendant principal. Véritables empreintes digitales, les couches d'un grêlon dévoilent son histoire unique. Les couches sont visibles en examinant une mince tranche d'un grêlon entre des filtres polarisants croisés.

Chutes de grêle

Il peut grêler dans toutes les provinces, mais le phénomène touche plus souvent et plus durement la Saskatchewan et l'Alberta, où quelques fermes ont été frappées jusqu'à 10 fois par an et où d'autres ont subit des dégâts occasionnés par la grêle 6 années sur 8. Dans le centre de l'Alberta, il grêle en moyenne 56 jours par an; les plus gros orages survenant en juillet et en août. Il y grêle le plus souvent durant des ORAGES de fin d'après-midi ou de soirée qui peuvent former des nuages bourgeonnants jusqu'à des altitudes excédant 15 km.

Les gros orages de grêle peuvent durer plusieurs heures et laisser derrière eux un espace ravager par la grêle de plusieurs kilomètres de large et de centaines de kilomètres de long. Les précipitations de grêle durent cependant habituellement moins de cinq minutes à un endroit donné et elles sont souvent accompagnées d'une forte pluie. Les gros grêlons (de la taille d'une noix) endommagent les cultures, les bâtiments et les voitures. Les grêlons géants, ceux qui atteignent et dépassent la taille d'une balle de golf et qui tombent à grande vitesse, possèdent autant d'énergie qu'une balle de fusil et peuvent blesser ou tuer des animaux et des personnes. L'orage de grêle qui traverse Calgary le 28 juillet 1981 cause des dégâts matériels évalués à 150 millions de dollars. Dix ans plus tard, le 7 septembre 1991, un autre orage entraîne des réclamations supérieures à 400 millions de dollars auprès des compagnies d'assurances. L'orage qui déclenche la TORNADE du 31 juillet 1987 sur Edmonton est aussi un orage de grêle. Les dégâts, évalués à 250 millions de dollars, couvrent une superficie de 270 km² autour de la ville. La grêle abîme ou détruit aussi les cultures : chaque année, au Canada, elle cause des pertes évaluées à près de 200 millions de dollars, 85 p. 100 de celles-ci étant attribuables à seulement 12 p. 100 des orages.

Lutte antigrêle

En Alberta, on essaie depuis 1956 de réduire les dégâts que cause la grêle en ensemençant les nuages d'iodure d'argent. Bien que certains affirment que cette pratique est bénéfique, des expériences de suppression de la grêle soigneusement conçues et effectuées au Canada, en Suisse, aux États-Unis et ailleurs permettent de conclure qu'on ne peut distinguer la grêle venant de nuages ensemencés de celle qui vient de nuages non ensemencés. De plus, la preuve physique concernant la chaîne d'événements qui suit l'ensemencement des nuages de grêle avec de l'iodure d'argent est incomplète. Des mesures prises à bord d'avions montrent que l'ensemencement à l'iodure d'argent peut augmenter considérablement la concentration de cristaux de glace dans un nuage d'eau surfondue. Certains scientifiques ont émis l'hypothèse que ces cristaux de glace accélèrent le développement de la pluie et entravent donc la croissance des grêlons. On laisse plus souvent entendre que ces cristaux de glace additionnels produisent un plus grand nombre d'embryons de grêlons. Si cette hypothèse est correcte, l'ensemencement à l'iodure d'argent de régions nuageuses contenant beaucoup d'eau surfondue pourrait être dangereux et ainsi augmenter le nombre d'embryons de grêlons qui peuvent tous atteindre une taille importante. Ce type d'ensemencement demeure donc une activité controversée.