Plumes ou fleurs de gelée blanche (Crystallofolia)

– Par Douw Steyn, Département des sciences de la Terre, de la mer et de l’atmosphère, Université de la Colombie-Britannique, Vancouver (C.-B.) BC. –

Les photos ci-jointes montrent un exemple du rare phénomène de plumes de gelée blanche sur un bâton. Ce jour-là, le sol de la forêt en était couvert, mais seulement sur les bâtons, les rondins et les souches, et apparemment pas sur les plantes encore en croissance.

Selon les interprétations classiques, ce type de gel est dû au fait que la sève est excrétée par gonflement près du gel à travers les fissures de la plante. Il en résulte des feuilles de gelée fragile qui se développent par le gel à la base. Ce matin-là, toutes les plumes de gelée blanche observées se trouvaient sur des plantes mortes, principalement des brindilles et des petites branches et, dans certains cas, des souches mortes mais debout. Comme on peut le voir sur les photos, le givre s’est formé en filaments, plutôt qu’en feuilles.

Mon interprétation est que ce cas particulier de plumes de gelée blanche provient de l’eau contenue dans les premiers millimètres de bois, et non de la sève. Le givre s’est formé sur des bâtons morts qui sont généralement humides à cause de la pluie de la semaine précédente. L’exemple montré dans la figure 1 est un bâton manifestement mort trouvé sur le sol de la forêt. Les filaments se développent donc vers l’extérieur à partir du bas, contrairement à d’autres formes de gel qui se développent à partir de l’humidité atmosphérique et s’accumulent sur les extrémités des cristaux dendritiques. L’humidité relativement faible et l’absence de vent ont atténué la formation de givre à l’interface glace-air.

Les filaments de givre étaient extrêmement fragiles. Une légère secousse du bâton a permis de déloger les filaments en touffes (voir la figure 2) et de les faire flotter légèrement vers le sol, un peu comme des plumes. C’est pourquoi j’aime bien le terme « plume de gelée blanche ».

Conditions requises à la formation de givre normal : températures inférieures à zéro; forte humidité atmosphérique, refroidissement (pour éliminer la chaleur latente du gel); vent léger pour apporter plus d’humidité.

Conditions requises à la formation de plumes de gelée blanche : températures inférieures à zéro; faible humidité atmosphérique, refroidissement (pour éliminer la chaleur latente du gel); vent nul (parce que les filaments sont si fragiles); substrat humide et poreux.


The attached photographs show an instance of the rare phenomenon of feather frost on a stick. There were instances of this kind of frost all over the forest floor, but only on sticks, logs and stumps, and apparently none on still-living plants.

Figure 1: Feather frost attached to a stick found on the forest floor

I found the frost at 0900 PST on February 9th, 2021 on the forest floor around Fisherman’s Trail near the base of Capilano Canyon in North Vancouver at about 75 m ASL. The canyon floor around the trail is in a second-growth mixed coniferous forest (mainly Western Red Cedar, Douglas Fir and Western Hemlock). The temperature on the trail was slightly below freezing. Weather data from the nearby Vancouver International Airport (at 4 m ASL) shows a mostly clear preceding night with temperatures dipping to -8 C, and relative humidity of 55%, indicative of advancing modified arctic air.

Conventional interpretations are that this kind of frost arises from the sap being extruded by swelling near freezing through cracks in the plant. Thus producing sheets of fragile frost which grow through freezing at their base. On that morning, all observed instances of feather frost were on dead plants, mostly twigs and small branches and in some instances, dead but standing stumps. As can be seen from the photographs, the frost was formed in filaments, rather than sheets.

Figure 2: Fragments of feather frost dislodged from the stick in Figure 1 by a gentle shake.

My interpretation is that this particular instance of feather frost was a result of moisture forming the filaments coming from whatever water was in the first few mm of wood, and not from sap. The frost occurred on dead sticks that were generally damp from the previous week’s rain. The example shown in Figure 1 was a clearly dead stick found lying on the forest floor. The filaments thus grow outwards from the bottom, unlike other forms of frost that grow from atmospheric moisture and accrete on the tips of dendritic crystals. The relatively low humidity and absence of wind mitigated against frost forming at the ice/air interface.

The frost filaments were extremely fragile. A gentle shake of the stick resulted in clumps filaments dislodging (shown in Figure 2), and drifting lightly to the ground, much like feathers. For this reason, I rather like the term, Feather Frost.

Regular frost needs: sub-zero temperatures; high atmospheric moisture, cooling (to remove latent heat of freezing); light wind to bring in more moisture.

Feather frost needs: sub-zero temperatures; low atmospheric moisture, cooling (to remove latent heat of freezing); no wind (because the filaments are so fragile); a moist, porous substrate.

Crystallofolia, Douw Steyn, Météo, Météo d'hiver, Plumes ou fleurs

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