Situazioni di gelo al suolo si verificano quando la temperatura in prossimità del terreno (misurata a un’altezza di 5 cm dal suolo) scende fino al punto di congelamento o a temperature inferiori. Simili temperature possono provocare danni all’agricoltura e alla selvicoltura. Il gelo al suolo può verificarsi anche quando la temperatura dell’aria a un’altezza di 2 m resta superiore a 0°C.
Si parla di gelo al suolo quando la temperatura in prossimità del terreno scende al punto di congelamento o al di sotto di esso. Per misurarla, si fissa un termometro 5 cm sopra la superficie del terreno, di solito sopra un prato. La prova più evidente del gelo al suolo è la presenza di brina. Essa si forma quando l'umidità contenuta nello strato d'aria appena sopra al terreno si deposita direttamente sulla superficie fredda e congela.
Durante le cosiddette notti di irraggiamento, ovvero quando il cielo è sereno e il terreno può raffreddarsi liberamente, la temperatura a 5 cm è significativamente più bassa rispetto a quella rilevata a 2 metri, che corrisponde all’altezza standard alla quale si misura temperatura dell'aria. La differenza di temperatura è maggiore quando la nuvolosità è meno estesa o assente. In generale, in prossimità del suolo, la temperatura può essere fino a 5 gradi inferiore rispetto a quella rilevata all’altezza standard di 2 metri sopra il terreno.
Perché si verifichino forti gelate al suolo sono necessarie determinate condizioni. La più importante è la presenza di una massa d'aria fredda affluita di regola da nord o da nord-est:
Ulteriori condizioni favorevoli:
A nord delle Alpi, in pianura le prime gelate al suolo della stagione autunnale si osservano di regola a partire da settembre. Tuttavia, nelle stazioni di misura di Ginevra e Payerne che dispongono entrambe di una lunga serie di dati della temperatura a 5 cm, la prima gelata al suolo dell’autunno si verifica prevalentemente nel mese di ottobre, solo in casi rari essa si fa attendere fino a inizio novembre.
Anche nelle stazioni con serie di misura più brevi, ovvero con inizio nel 1981, la prima gelata al suolo dell’autunno si osserva di regola in ottobre. Fa eccezione la stazione di misura di Berna dove la prima gelata si verifica spesso in settembre, occasionalmente anche già alla fine di agosto.
Nelle pianure del versante meridionale delle Alpi, la prima gelata al suolo si verifica in media nella seconda metà di ottobre. Nella stazione di misura di Lugano, essendo essa situata in prossimità del lago, la prima gelata al suolo si osserva di regola solo in novembre o addirittura in dicembre.
Sull’Altopiano, nel mese di aprile valori minimi di -6 °C 5 cm sopra il terreno sono piuttosto frequenti. Localmente si sono già misurate anche temperature al suolo sotto i -10 °C.
Forti gelate al suolo sono possibili anche nel mese di maggio. Per esempio, il 1° maggio del 1984 la stazione di misura di Tänikon (TG) rilevò 5 cm sopra il terreno -6.5 °C, mentre a Kloten il 7 maggio 2019 si verificò una gelata al suolo con una temperatura minima di -5.2 °C.
Condizioni analoghe le troviamo anche nelle zone pianeggianti del Sud delle Alpi, come per esempio a Stabio dove in aprile 5 cm sopra il terreno sono già stati misurati -6 °C. Gelate al suolo possono verificarsi a Stabio anche in maggio, come testimoniano i -3.9 °C misurati il 9 maggio 1997.
Deboli gelate al suolo possono verificarsi nelle zone pianeggianti più esposte anche nel mese di giugno. Sopra 1000 metri, lievi gelate al suolo sono possibili durante tutto l’anno, quindi anche in piena estate.
Durante le notti serene, negli avvallamenti e nelle zone pianeggianti, si formano dei cosiddetti “laghi d’aria fredda” all’interno dei quali le temperature sono più basse rispetto alle regioni circostanti. Per questo motivo nel Vallese buona parte delle colture di albicocche si trova lungo dei pendii.
Gli impianti di irrigazione rappresentano un mezzo efficace per proteggere le colture dal gelo se esso non è troppo intenso. Viene utilizzato soprattutto per gli alberi da frutto e per alcune colture in prossimità del terreno. Contrariamente a quanto si crede, non sono le proprietà isolanti del ghiaccio a entrare in gioco, ma l’energia liberata quando l’acqua congela ovvero quando passa dallo stato liquido a quello solido. Infatti, un grammo di acqua, quando congela, libera 333 J o 80 cal. Una buona parte di questa energia viene rilasciata nell'atmosfera. Tuttavia, quella che rimane è sufficiente a mantenere le parti vegetali a una temperatura di circa 0°C e quindi a mantenerle a una temperatura sopportabile. Tuttavia, affinché questo processo continui durante una notte di gelo, è necessario che l'acqua liquida sia costantemente fornita, poiché la temperatura di 0° C può essere mantenuta solo fintanto che si forma del ghiaccio.
I fornelli o le candele di paraffina rappresentano un altro metodo per combattere il gelo tardivo. Alcuni alberi da frutto sono più fragili e possono rompersi sotto il peso del ghiaccio. In questo caso, si utilizzano candele che vengono posizionate nel frutteto in prossimità agli alberi. Contrariamente a quanto si possa credere, esse non sono in grado di riscaldare l'aria attorno alle piante: tuttavia, esse agiscono frenando l’irraggiamento riducendo così il raffreddamento delle piante.
In particolare in primavera, le gelate al suolo possono arrecare importanti danni alle colture (frutticoltura e orticoltura). Quando sono previste gelate al suolo, nel periodo tra il 15 marzo e il 31 ottobre, MeteoSvizzera dirama dei corrispettivi avvisi.
Questi avvisi si riferiscono a quote inferiori a 600 m.
Essi vengono denominati come segue:
Ovviamente il gelo al suolo si verifica anche durante la stagione invernale. Non trattandosi però di un fenomeno straordinario, durante questo periodo non viene emanata alcuna allerta.
Il gelo al suolo può causare danni alle colture e ostacolare l’edilizia. I fattori determinanti per la sua formazione sono la temperatura notturna, la nuvolosità e il vento.
Per limitare i danni da gelo è possibile attuare le seguenti misure di protezione: