Il existe deux types de gel : le gel radiatif et le gel advectif.
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Le gel radiatif est le plus courant, il se caractérise par le refroidissement normal des sols durant la nuit. La journée, le soleil chauffe le sol et celui-ci emmagasine de la chaleur. Au coucher du soleil, le rayonnement thermique se met en place et pompe la chaleur du sol vers l’atmosphère ce qui refroidit les premiers mètres au contact du sol. Un gradient thermique se met en place et peut atteindre quelques degrés par heure ce qui peut causer une forte diminution de la température du sol au fil de la nuit. L’absence de nuage ne permet pas de limiter les pertes thermiques du sol qui se refroidit alors plus qu’en présence de nuages. D’autres paramètres météorologiques notamment le vent et l’amplitude thermique la veille font varier la chute de température durant la nuit. Au lever du soleil et à l’apparition des premiers rayons, il se passe un lapse de temps variable (une à deux heures) avant que les températures remontent et des phénomènes thermodynamiques peuvent provoquer une chute de température au petit matin.
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Le gel advectif, plus rare, est davantage caractérisé par l’arrivée d’une masse d’air froid et de vent.
Lorsque l’humidité est élevée, on parle de gelée blanche, dans le cas contraire, on parle de gelée noire. Plus la température est basse, moins l’air contient d’eau pour une humidité relative de l’air identique. La température humide varie de la température sèche de l’air normalement donnée par les thermomètres classiques puisqu’elle prend en compte l’humidité de l’air. Il existe des tables de température humide/température sèche qui permettent de faire la conversion.