Indice de risque de gel

Un calculateur d'indice de risque de gel estime, à partir de trois observations du soir — température de l'air, point de rosée et couverture nuageuse —, la probabilité d'un gel de rayonnement après le coucher du soleil. Par une nuit claire et sèche, le sol et l'air le plus bas perdent de la chaleur sous forme de rayonnement de grande longueur d'onde vers l'espace ; les nuages renvoient une grande part de cette énergie, si bien que la même lecture du soir peut finir en gel sévère ou en nuit sûre selon le ciel. Cet outil applique une heuristique de refroidissement radiatif à la Ångström : il forme d'abord une baisse nocturne de ciel clair à partir d'une base de 3.5 °C plus un terme d'air sec de 0.30 °C par degré de dépression du point de rosée, multiplie cette baisse par un moins 0.84 fois la fraction nuageuse, puis la retranche de la température du soir pour estimer le minimum nocturne. Ce minimum est projeté sur un indice de risque de gel 0–100 avec des bandes publiées du nul au sévère.

Ce qu'est l'indice de risque de gel et comment le refroidissement radiatif s'estime

Le gel de rayonnement est la baisse nocturne de l'air le plus bas et de la surface rayonnante sous le point de congélation par ciel clair, et non l'arrivée d'une masse d'air froid. Après le coucher du soleil, le sol émet un rayonnement de grande longueur d'onde ; par une nuit sans nuages, une grande part de cette énergie s'échappe vers l'espace et la température à hauteur d'abri chute de plusieurs degrés à l'aube.

La vapeur d'eau de l'air émet aussi un rayonnement de grande longueur d'onde vers le bas, si bien qu'une forte dépression du point de rosée (air sec) autorise plus de refroidissement net qu'un soir humide à la même température de thermomètre sec.

Les nuages agissent comme un couvercle de serre : ils absorbent le flux sortant de grande longueur d'onde et en réémettent une grande fraction, c'est pourquoi une nuit couverte avec un soir frais reste souvent au-dessus du seuil de gel alors qu'une nuit claire à la même température du soir ne le reste pas. Ce calculateur encode ce récit en une heuristique compacte. La dépression du point de rosée δ est la température du soir moins le point de rosée, tous deux convertis en Celsius.

La fraction nuageuse n est la couverture nuageuse divisée par cent. Le facteur nuageux d'Ångström (1918) utilisé dans de nombreuses formules de rayonnement net de grande longueur d'onde vaut un moins 0.84 fois n, si bien qu'un ciel clair conserve tout le refroidissement et qu'un ciel totalement couvert n'en laisse que seize pour cent.

La baisse nocturne de ciel clair vaut 3.5 °C plus 0.30 fois δ : une chute typique de latitudes moyennes à 2-m depuis une observation proche du coucher du soleil jusqu'à l'aube, plus un refroidissement supplémentaire lorsque l'air est sec. La baisse réelle est cette valeur de ciel clair multipliée par le facteur nuageux. Le minimum nocturne estimé Tmin est la température du soir moins cette baisse.

L'indice de risque de gel est une carte linéaire bornée de Tmin : quatre degrés Celsius ou plus valent zéro, moins quatre degrés ou moins valent cent, et l'intervalle entre ces ancres est 100 fois (4 moins Tmin) sur 8. Les bandes sont nul à zéro, bas sous 25, modéré sous 50, élevé sous 75 et sévère à 75 et plus. Le gel est signalé comme probable lorsque Tmin est sous zéro.

Un point de rosée au-dessus de la température du soir impliquerait une humidité relative supérieure à cent pour cent ; le modèle rejette cette lecture au lieu d'inventer une dépression négative.

Usage en verger, limites et recherches auxquelles cette page ne répond pas

Les arboriculteurs, les responsables de vignoble et les permanences routières municipales utilisent un calculateur d'indice de risque de gel le soir lorsqu'une prévision leur a déjà donné un thermomètre sec, un point de rosée et une fraction nuageuse et qu'ils ont besoin d'un seul nombre 0–100 plus un minimum estimé à l'aube avant de décider s'ils démarrent des éoliennes antigel, allument des chauffages ou salent un tablier de pont.

Les générateurs de classe et de préparation d'examen ont besoin d'un oracle déterministe de la baisse modulée par Ångström afin qu'un correcteur puisse noter à la fois la limite de ciel clair (facteur nuageux un) et le rejet d'un point de rosée au-dessus de la température du soir. Cette page s'adresse à qui cherche un calculateur d'indice de risque de gel, un gel nocturne à partir de la température du soir et du point de rosée, ou une heuristique de gel par refroidissement radiatif en ligne.

Ce n'est pas un solveur de point de rosée à partir de la température et de l'humidité, ni un outil de déficit de pression de vapeur, ni un modèle d'accrétion de glace par pluie verglaçante sur conducteurs, ni une prévision numérique du temps. Préférez cette capacité lorsque vous avez déjà une température du soir, un point de rosée et une couverture nuageuse et que vous n'avez besoin que du minimum estimé et de l'indice 0–100.