L'atmosphère terrestre

Circulation atmosphérique
Auteurs : Didier Pol(plus d'infos)
Résumé :
Les différences de température résultant des disparités entre les différentes latitudes constituent des gradients : la température varie à la fois horizontalement (elle diminue de l\'équateur aux pôles) et verticalement (elle diminue de la base vers le sommet de l\'atmosphère). Ces gradients de température sont à l\'origine de mouvements de grande ampleur des masses d\'air atmosphérique.
Publication : 1 Avril 1998

Bien que le bilan radiatif de la planète, c'est-à-dire le rapport entre le rayonnement qu’elle reçoit du Soleil et le rayonnement qu’elle émet dans l’espace, soit globalement nul, les quantités d’énergie reçues à la surface de la Terre varient dans le temps (jour/nuit, saisons) et dans l’espace (latitude, altitude). Il existe ainsi de grandes disparités selon les régions et les périodes, l’énergie reçue au niveau de l’équateur, par exemple, étant bien supérieure à celle reçue au niveau des pôles, en raison de l'inclinaison de l'axe de rotation de la Terre sur le plan de son orbite. Du fait de cette inclinaison, la masse d'atmosphère traversée par le rayonnement solaire est d'autant plus petite que l'on s'éloigne des pôles et elle est minimale à l'équateur. L'énergie incidente est donc plus élevée à l'équateur qu'aux pôles.

D'autres facteurs peuvent influencer le bilan radiatif, notamment l'importance respective des océans et des continents, la nature des sols et du couvert végétal. Les activités humaines qui modifient profondément la surface de la planète et la composition de l'atmosphère peuvent aussi avoir un effet sur le bilan radiatif d'une région donnée.

Les différences de température résultant des disparités entre les différentes latitudes constituent des gradients : la température varie à la fois horizontalement (elle diminue de l'équateur aux pôles) et verticalement (elle diminue de la base vers le sommet de l'atmosphère). Ces gradients de température sont à l'origine de mouvements de grande ampleur des masses d'air atmosphérique. En effet, les masses d'air se déplacent en fonction de la température et de la pression. Les masses d'air chaud ont tendance à monter (l’air chaud est moins dense que l’air froid) et produisent ainsi des dépressions au niveau du sol tandis que les masses d'air froid ont tendance à descendre (l’air froid est plus dense que l’air chaud) et à produire des hautes pressions au niveau du sol. Il en résulte l'établissement de cellules de convection au sein desquelles les masses d'air circulent des hautes vers les basses pressions et un transfert de chaleur des basses latitudes vers les latitudes élevées. La circulation dans ces cellules de convection se traduit par les vents. Toutefois, d'autres facteurs influencent l'établissement et le fonctionnement des cellules de convection et donc des vents qui en résultent. Ainsi, la force de Coriolis due à la rotation de la Terre, les effets de frottement dus au relief, l'effet de la gravitation contribuent à dévier les mouvements des masses d'air. Les transferts d'énergie dans l'atmosphère sont également influencés par les océans. L'ensemble de ces facteurs fait de la circulation atmosphérique un phénomène extrêmement complexe représenté schématiquement ci-dessous.

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Circulation atmosphérique globale

Les mouvements ascendants de l’air dépendent de son réchauffement par le rayonnement solaire. L’air atteint ainsi une altitude plus élevée au niveau de l’équateur. Les vents soufflent du nord et du sud (alizés du nord et du sud) en direction de l’équateur remplaçant l’air qui s’élève par de l’air plus froid qui à son tour se réchauffe et gagne de l’altitude. Des mouvements d’air se créent ainsi. L’air circulant à de hautes altitudes depuis l’équateur redescend à des latitudes nord et sud d’environ 30°. Cet air s’est refroidi et a perdu son humidité en s’élevant à l’équateur. Les zones où cet air sec redescend et se réchauffe correspondent notamment au désert du Sahara et au désert australien. Aux latitudes de 60° nord et sud, l’air s’élève à nouveau, et de l’air froid redescend au niveau des pôles où la quantité d’énergie solaire est faible.

Force de Coriolis : force qui dévie la trajectoire d'un objet en mouvement à la surface d'un objet en rotation. Elle s'applique aux courants atmosphériques en raison de la rotation de la Terre et les dévie vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Elle est maximale aux pôles et nulle à l'équateur.

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