L'ensemble des processus microphysiques et dynamiques des nuages qui produisent des particules de glace distinctes, souvent stratifiées (grêlons), au sein de forts courants ascendants convectifs, entraînant la chute de glace solide à la surface lorsque la gravité dépasse le soutien de l'ascendant ou lorsque la grêle est expulsée du courant ascendant.

Principe

Nécessite de l'eau liquide surfondue, des noyaux de glace et des ascendants vigoureux qui retiennent les embryons glacés en croissance pendant des cycles répétés ; la croissance se fait par accrétion (enrobage), congélation des pellicules liquides et parfois par agrégation ; la stratification des gros grêlons enregistre des passages multiples dans des zones de teneur en eau liquide et de température différentes.

Démonstration

Un orage supercellulaire avec ascendants soutenus >20 m s−1 produit des grêlons de la taille d'un petit pois à d'une balle de tennis ; les pierres récupérées montrent des couches concentriques de glace claire et opaque, indiquant une croissance alternée humide (glace claire) et par rime (opaque) lors de cycles multiples de circulation.

Mauvaise application

Qualifier de 'grêle' du grésil ou des pellets de glace de petite taille sans critères de taille et d'histoire de croissance, ou attribuer la formation de grêle uniquement aux températures du sommet du nuage en ignorant la nécessité d'eau liquide concentrée et d'ascendants forts.

Conséquence

La compréhension de la formation de la grêle éclaire la prévision des phénomènes violents, l'évaluation des risques agricoles et l'étude de la vulnérabilité des structures ; la reconnaissance des conditions propices à la grêle permet des avis ciblés et des mesures d'atténuation.

Inversion

Dans des ascendants plus faibles ou des nuages froids, la glace croît principalement par dépôt en petits cristaux ou en grésil plutôt que par production de grêle stratifiée ; la pluie verglaçante et le grésil sont des phases alternées de précipitation glacée formées sous des profils thermodynamiques différents.

Limite

Couvre les processus convectifs nuageux produisant des grêlons discrets ; exclut les précipitations solides formées entièrement par croissance par dépôt (neige) et exclut le grésil mou de petite taille sauf s'il satisfait aux seuils opérationnels de taille et de densité — la grêle est souvent définie par des diamètres minimaux (p. ex. ≥5 mm) et par son histoire de croissance.

Tension sémantique

Tension entre définitions opérationnelles (seuils de taille pour la « grêle ») et définitions basées sur les processus (croissance par accrétion et cycle dans les ascendants) ; la communication au grand public peut confondre grésil, pluie verglaçante et grêle si le mécanisme de croissance et la taille ne sont pas précisés.

Synthèse

La formation de la grêle est un processus microphysique-dynamique dans des nuages convectifs puissants où la suspension répétée et l'accrétion de gouttelettes surfondue sur des embryons de glace produisent des pierres de glace stratifiées qui tombent quand le soutien ascendant faiblit ou qu'elles sont expulsées, la taille, la structure et la fréquence indiquant la vigueur de l'orage.