Large échelle dite synotique

Dans les zones de fronts chauds, l'air doux est forcé de monter le long du front par l'air froid des couches inférieures. Il s'établira une stratification des températures qui pourra être isotherme ou même réchauffer depuis la surface jusqu'à une certaine hauteur puis diminuera selon un gradient thermique normal. Dans certaines conditions où la circulation des vents canalise une masse d'air au sol de température inférieure au point de congélation, la température de l'air soulevé pourra être au-dessus de 0°C et le rester sur une certaine épaisseur avant de retomber sous zéro. Ceci mène à des situations où des précipitations givrantes se développent: verglas, grésil, neige en grains et neige roulée.

Petite échelle dite méso-échelle

En montagne, plusieurs isothermes 0°C peuvent coexister. Il peut par exemple arriver que trois masses d'air se superposent, formant trois couches distinctes. Par subsidence, une masse d'air froide chute et emplit la vallée, tandis que de l'air chaud se place au-dessus. Une troisième couche d'air, froide, surplombe les deux premières. Il fait alors plus chaud au-dessus de la vallée, mais moins qu'en haute altitude.

Un ballon-sonde lâché depuis la vallée traverserait successivement ces trois couches d'air en équilibre. Dans la première, la température chuterait par exemple avec l'altitude, à raison de 0,65°C tous les 100m (le gradient atmosphérique normalisée de l'OACI). Une première isotherme 0°C pourrait être est atteinte. À l'approche de la seconde couche d'air, plus chaude, le ballon-sonde enregistrerait une élévation des températures, redevenant petit à petit positives, ce qui définirait une deuxième isotherme 0°C. Dans la troisième couche d'air, une nouvelle chute des températures serait enregistrée, avec une troisième isotherme 0°C et des températures toujours négatives par la suite.

Ce cas de figure se produit assez fréquemment lorsque de l'air froid se retrouve à basse altitude, même sans atteindre des températures négatives. Typiquement, cela est possible lorsqu'un courant froid se retrouve emprisonné dans une vallée à cause d'un coup de vent soudain ou de basses pressions. Chassant l'air chaud, qui s'élève au-dessus, il provoque la formation d'une couche nuageuse qui sépare les deux masses d'air. Cette couche de nuages, bien souvent des stratus, peut avoir une épaisseur de plusieurs centaines de mètres et forme un plafond qui contribue à la stabilité du phénomène. Cette configuration des masses d'air, cloisonnées et superposées, se maintient alors jusqu'à ce qu'une dépression vienne bouleverser les équilibres thermiques ou que les températures s'égalisent

*OACI:Organisation de l'aviation civile internationale

Source Wikipédia