Il punto di gelo è un punto in cui l’aria diventa completamente satura di vapore acqueo e inizia a precipitare sotto forma di brina. L’umidità, la temperatura e la pressione dell’aria giocano tutti un ruolo nella determinazione del punto di gelo e del punto di rugiada strettamente correlato, dove iniziano a formarsi gocce d’acqua sotto forma di rugiada perché l’aria è così satura di acqua. In genere, le temperature devono essere inferiori allo zero affinché il vapore acqueo si trasformi in brina anziché in rugiada.
L’aria più fredda è meno in grado di trattenere l’acqua evaporata. Quando i livelli di umidità sono alti e le temperature iniziano a scendere, il vapore acqueo nell’aria inizierà a condensarsi in rugiada. Finché le condizioni locali sono sotto lo zero, il vapore acqueo condensato si svilupperà sotto forma di brina, piuttosto che di rugiada. È importante notare che mentre la temperatura ambiente può essere al di sopra dello zero, possono esserci sacche d’aria pari o inferiori allo zero, che causano la formazione di brina in aree isolate.
Quando viene raggiunto il punto di gelo, nei punti in cui l’aria satura viene a contatto con gli oggetti, si formerà un sottile strato di brina. I cristalli di brina dovrebbero rimanere intatti fino a quando le temperature iniziano a salire, sciogliendole. Temperature più calde faciliteranno l’evaporazione, restituendo l’acqua nell’aria sotto forma di vapore e ricominciando l’intero ciclo man mano che i livelli di umidità e le temperature aumentano.
Numerosi dispositivi possono essere utilizzati per misurare l’umidità e queste informazioni possono essere associate a dati su temperature e pressione dell’aria per stimare il punto di gelo e il punto di rugiada. La modellazione al computer può farlo automaticamente utilizzando i dati generati dalle stazioni meteorologiche, fornendo informazioni istantanee ai meteorologi e ad altre persone interessate al tempo. Sono disponibili anche tabelle per i calcoli manuali, comprese le tabelle per convertire tra le misurazioni della temperatura Fahrenheit e Celsius durante la raccolta dei dati per determinare il punto di gelo.
Le previsioni del tempo possono fornire informazioni sul punto di gelo a beneficio della comunità. I giardinieri devono sapere quando è previsto il gelo e se è probabile che venga raggiunto il punto di gelo, perché ciò può danneggiare le piante. Il gelo può anche avere un impatto sulla sicurezza stradale, poiché il gelo rende le strade meno percorribili e può aumentare il rischio di incidenti. Soprattutto quando le temperature non sono estremamente rigide, le persone potrebbero non essere consapevoli del rischio di gelo sulle strade e potrebbero non tenere conto dei depositi di ghiaccio e brina durante la guida.