L' intensité du froid et de l' humidité font varier les effets du gel.
La neige
La neige est une forme de précipitation, constituée de glace cristallisée et agglomérée en flocons pouvant être ramifiés d'une infinité de façons. Puisque les flocons sont composés de petites particules, ils peuvent avoir aussi bien une structure ouverte et donc légère qu'un aspect plus compact voisin de celui de la grêle, même si celle-ci n'a rien à voir dans sa formation. La neige se forme généralement par la condensation de la vapeur d'eau dans les hautes couches de l' atmosphère et tombe ensuite plus ou moins vite à terre selon sa structure.
Dans un nuage très froid, la vapeur d' eau se condense directement en cristaux de glace sur des particules en suspension (poussières, fumée…). S'ils ne rencontrent que des couches d’air de température inférieure à 0 °C pendant leur chute, les cristaux s’agglutinent et se combinent pour former des flocons de plus en plus larges. L’assemblage de ces cristaux dépend essentiellement des températures. La seule caractéristique commune à tous les cristaux est la structure hexagonale. Elle provient d’une minimisation de l’énergie potentielle chimique du cristal.
La forme des cristaux varie en fonction de la température, mais aussi du degré d’humidité :
- de 0 à -4 °C : minces plaquettes hexagonales ;
- de -4 à -6 °C : aiguilles ;
- de -6 à -10 °C : colonnes creuses ;
- de -10 à -12 °C : cristaux à six pointes longues ;
- de -12 à -16 °C : dendrites filiformes.
Les statistiques donnent une moyenne de 110 kg par mètre cube, avec un écart type de 40 kg qui confirme le caractère dispersé de ce critère. Le rapport entre la hauteur d'eau dans un nivomètre provenant la masse de neige et la hauteur mesurée au sol de cette neige est ainsi souvent donné comme 1 mm pour 1 cm (rapport 1:10). Cependant, des études canadiennes et américaines montrent que ce rapport varie entre 1:3 (température très élevée) et 1:30 (temps très froid).
La neige fondue
La neige fondue est un phénomène très particulier qui survient quand la neige qui tombe des nuages traverse successivement une masse d' air chaud puis une masse d' air à température négative. Au contact de la première masse, la neige fond et se transforme en pluie puis, poursuivant sa chute à travers la seconde masse, elle se refroidit mais pas suffisamment pour retourner à l' état solide avant de toucher le sol.
Au moment de l' impact avec le sol ( ou tout autre surface), cette pluie se congèle instantanément en une couche de glace lisse, homogène et très glissante. C' est pourquoi il peut pleuvoir à -2° C au lieu de neiger ou que la neige qui s' est déposée sur le sol refuse de fondre malgré la pluie incessante.
La glace
La glace est de l' eau à l' état solide
Toute accumulation d' eau se solidifie en dessous de 0° C, produisant ce phénomène. Cela forme la glace; elle est dure, transparente et sa surface est très glissante.
Le givre
C' est la formation de cristaux de glace à partir de particules de vapeur d' eau présentes dans l' atmosphère qui, en entrant en contact avec le sol ou la végétation à basse température, au lieu de se condenser et former la rosée, passent directement de l' état gazeux à l' état solide.
Les cristaux de givre ont généralement la forme d' écailles, d' aiguilles, de plumes ou d' éventails.
Ce phénomène arrive en l' absence totale de brume (à la différence de la gelée blanche qui ne peut se produire sans brume) et de vent, quand la température de l' air est basse sans être forcément négative.
En effet, le sol perd de la chaleur plus vite que l' air. De ce fait, le sol peut être à une température négative alors que l' air est encore à quelques degrés au-dessus de zéro.
La gelée blanche
Elle est présente en hiver sous les latitudes européennes et vient orner campagnes et villes de cristaux blancs.
Elle est spectaculaire par sa beauté délicate.
La gelée blanche est une sorte de rosée glacée. Au petit matin, avant que le soleil ne vienne faire fondre cette décoration, on peut voir les champs, arbres, et aussi maisons et voitures recouverts d' une couche blanche délicate et fragile.
C' est un phénomène météorologique. La nuit, lorsque tout objet (sol, végétation, maison, voiture, mobolier urbain) est refroidi par le vent à une température inférieure à zéro degré et que l' air est saturé d' humidité, les gouttelettes microscopiques d' eau qui vont rencontrer une surface glaciale vont instantanément se cristalliser.
Les gouttelettes d' eau microscopiques que forment la brume ou le brouillard sont déposées par le vent sur les arbres, les branches et les feuilles (ou encore sur d' autres structures). Elles se cristallisent instantanément pour former la gelée blanche.
Les gouttelettes ainsi formées prennent le plus souvent la forme d' aiguilles, d' écailles ou d' éventails qu' on peut détailler avec une loupe.
La neige n' est pas nécessaire pour la formation de la gelée blanche, mais si elle s' en mêle, le spectacle est d' autant plus magnifique.
L' ornement délicat formé par la gelée planche disparaît avec les premiers rayons de soleil produisant un peu de chaleur.
