Le climat de la Terre

Plan du site
Tous les textes du site
Crédits
Accueil - Voir l'animation - Voir l'animation sans Flash

Atmosphère et océans

Le moteur principal des mouvements atmosphériques est le Soleil. Celui-ci réchauffe la surface de la Terre, qui réchauffe à son tour l'air ambiant.
Au contact de la surface terrestre, les masses d’air se réchauffent et ont tendance à monter car l’air chaud est moins dense que l’air froid. Au niveau du sol, se produit alors une dépression, ou basse pression. Les masses d’air froid ont, elles, tendance à descendre et à former des anticyclones, ou hautes pressions, au niveau du sol.
En s'élevant l'air chaud se refroidit et, lorsqu’il redescend vers le sol, il se réchauffe à nouveau. Cette circulation en boucle s’organise à l’échelle de la planète en fonction du bilan d’énergie. En moyenne sur le globe le bilan est nul, mais il se caractérise par une accumulation d’énergie aux basses latitudes et un déficit aux pôles. La circulation s’organise depuis les hautes pressions polaires vers les basses pressions équatoriales au niveau du sol et le retour se fait en haute atmosphère. Ce n’est pas une seule cellule zonale mais trois cellules qui vont s’organiser dans chaque hémisphère.
L’air chaud et humide qui monte du sol dans les régions de basses pressions équatoriales se déplace vers les pôles Nord et Sud de part et d’autre de l’équateur en se refroidissant. Vers 30° cet air tropical rencontre l’air froid polaire, redescend en surface et revient vers l’équateur sous forme d’alizés. Cette cellule tropicale transfère la chaleur de l’équateur vers les tropiques. Entre 30 et 60° une cellule inverse se met en place, marquée par des vents du sud au nord au sol et, plus au nord, l’air froid et dense s’écoule vers les latitudes tempérées formant la troisième cellule.
En outre, la rotation terrestre affecte ce déplacement des masses d’air : les vents soufflant des hautes pressions vers les basses pressions sont déviés sur leur droite dans l’hémisphère nord et sur leur gauche dans l’hémisphère sud. L’air chaud et humide qui monte du sol dans les régions de basses pressions équatoriales est dévié vers l’est lors de son déplacement vers le nord et se transforme vers 30°N en un puissant courant-jet, qui surplombe la région de rencontre au sol entre l’air tropical et l’air polaire. Cette région est caractérisée par un front thermique instable qui engendre les perturbations atmosphériques dont l’activité est très efficace pour le transfert de chaleur du sud au nord.
Le transfert d’énergie thermique de l’équateur vers les pôles est également assuré par l’océan où un système de courants se met en place pour contrebalancer l’inégale répartition de l’énergie thermique reçue en surface.
La circulation océanique de surface est principalement due à l’action des vents et est affectée, comme les vents, par la force de Coriolis. Elle est aussi sensible aux variations du niveau de la mer et du champ de pression.
En moyenne, les océans transportent de la chaleur de l’équateur vers les pôles par les grands courants de bord ouest, Gulf Stream et Kuro Shio dans l’hémisphère nord, et courants du Brésil et des Aiguilles dans l’hémisphère sud. Ces eaux se refroidissent, plongent aux latitudes tempérées et reviennent vers l’équateur en profondeur. Mais des particularités géographiques régionales importantes modifient ce schéma général : ainsi, seul l’océan Pacifique suit ce schéma. L’océan Indien, bloqué au nord par la barrière du sous-continent indien, transfère de la chaleur vers le sud à toute latitude et l’océan Atlantique, ouvert sur l’océan Arctique, transfère de la chaleur vers le nord à toute latitude.
Ce fonctionnement de l’océan Atlantique, partie prenante du tapis roulant de la circulation générale, est lié à sa capacité de former des eaux profondes dans la région sub-arctique. En effet, une branche des eaux chaudes et salées de l’Atlantique remonte vers l’Arctique le long des côtes européennes. Elle se refroidit progressivement et devient ainsi plus dense. Lorsque le point de congélation est atteint, une partie des eaux se transforme en banquise, rejetant son sel dans les eaux environnantes, ce qui en augmente encore la densité. Ces eaux froides et salées, très denses, plongent par gravité entre 2000 et 4000 mètres de fond. Elles forment alors un courant profond qui transporte vers le sud les eaux froides formées au nord, assurant un transfert profond dans l’Atlantique nord, du même ordre que le transport assuré par les courants de surface.