Le climat, c’est l’ensemble des phénomènes météorologiques qui caractérisent l’état moyen de l’atmosphère en un lieu donné. Ce qui détermine le climat, c’est l’ensemble des interactions entre :
- l’atmosphère,
- les océans,
- les différentes zones terrestres (polaires, déserts…),
- et la biosphère.
Ces ensembles sont sous l’effet du rayonnement solaire.
Pour comprendre l’importance des phénomènes en jeu sur terre, qui vont du cycle de l’eau à l’effet de serre, il faut savoir que sur la lune, qui ne dispose pas des mêmes atouts, il fait 125°C au soleil et… -200°C à l’ombre.
Ci-dessous, les principaux climats sur terre :
1. Les masses en mouvement
L’eau et l’air règnent sur l’ensemble du système climatique. Tous les climats sur terre sont générés de façon directe ou indirecte par les échanges de chaleur – d’énergie – entre eux.
Ces échanges de chaleur induisent des propriétés valables pour les fluides d’une façon générale. Comme nous le verrons plus loin, qu’il s’agisse d’eau ou d’air, les propriétés mettant les masses en mouvement sont les mêmes :
- La chaleur rend les fluides moins denses, ils ont tendance à s’élever alors que les fluides plus froids sont plus denses et descendent. Les propriétés de ces fluides vont varier avec leur déplacement (salinité, pression, humidité, température)
- La force de Coriolis (dont nous parlerons plus loin) oriente les fluides et peut les faire entrer en rotation
L’énergie directement reçue du Soleil est captée par les mers et les continents. Ils vont capter cette énergie de façon plus ou moins forte en fonction de l’albédo, la capacité d’une surface à réfléchir un rayonnement.
Ainsi la banquise renvoie vers l’espace une grande quantité d’énergie, alors que les océans l’absorbent et la restituent de façon progressive.
L’essentiel de cette énergie solaire est captée dans les zones intertropicales car c’est là que l’intensité des rayons solaires est la plus importante et la plus régulière.
Les océans sont donc la réserve de chaleur de la planète. De formidables «radiateurs – climatiseurs », des tampons thermiques.
2. Les courants marins
Les courants marins de surface dans le monde :
Un courant marin est un déplacement d’eau de mer caractérisé par son sens, sa vitesse, son débit, sa température, et sa densité – salinité. On distingue deux types de courants, les courants de surface, principalement orientés par les vents, et les courants de profondeur, orientés par leur température et leur densité, en lien direct avec leur salinité.
La Terre reçoit de façon inégale l’énergie solaire : elle n’est pas la même selon que l’on se trouve au pôle (les rayons solaires arrivent de manière très inclinée) ou à l’équateur. La zone intertropicale reçoit ainsi autant d’énergie que le reste de la planète.
De plus les régions polaires, (en particulier l’Antarctique) libèrent de grandes quantités d’eau glacée et douce dans les océans, ce qui génèrent de puissants courants de profondeur qui finissent par remonter bien plus tard et à un tout autre endroit.
Ces déséquilibres de température mettent en mouvement les océans qui vont progressivement rééquilibrer thermiquement l’ensemble. La chaleur ou « énergie calorique » que l’océan capte est transmise à l’atmosphère de trois façons : par évaporation, rayonnement infrarouge, et conductivité.
Les courants océaniques jouent donc un grand rôle dans le climat mondial, notamment en régulant et dispersant la chaleur des continents et en entretenant l’humidité de l’air (cycle de l’eau). Ils limitent les écarts de températures entre les zones équatoriales et les zones tempérées et polaires.
Ils distribuent de grandes quantités d’énergie des régions chaudes vers des zones plus froides, et inversement, grâce à leur forte inertie thermique. L’océan joue donc un rôle de tout premier plan en ce qui concerne le climat !
Ci dessous, un courant bien connu qui offre son climat à l’Europe, le Gulf Stream :
3. L'effet de serre
Sur terre, l’effet de serre est un processus naturel qui résulte de l’influence de l’atmosphère sur les températures du globe. L’atmosphère isole la Terre du vide spatial comme une serre isole les plantes de l’air extérieur.
Lorsque le rayonnement solaire atteint l’atmosphère terrestre, une partie (environ 30 %) est directement réfléchie, renvoyée vers l’espace, par l’air, les nuages blancs et la surface claire de la Terre. Les rayons qui n’ont pas été réfléchis vers l’espace sont absorbés par l’atmosphère (20 %) et la surface, océans et continents (50 %).
Cette partie absorbée par la surface est restituée de façon progressive vers l’atmosphère. Ce rayonnement est alors absorbé en partie par les gaz à effet de serre, ce qui contribue à réchauffer l’atmosphère.
La chaleur de l’atmosphère quand à elle est également réémise, dans toutes les directions. Ainsi une partie s’échappe vers l’espace, une autre retourne à nouveau vers la surface. L’excès de chaleur est absorbé à 93 % par les océans, qui comme nous l’avons vu plus haut jouent donc un rôle de thermostat planétaire.
Sans effet de serre, sans vapeur d’eau ni nuages, la température moyenne sur Terre chuterait à -18 °C. À cette température la glace s’étendrait sur tout le globe, l’albédo (effet reflecteur) terrestre augmenterait, et la température moyenne se stabiliserait en dessous de −50 °C.
4. Le cycle de l'eau
Le cycle de l’eau (ou cycle hydrologique) est également un phénomène naturel de première importance pour comprendre le climat.
Ce cycle représente le parcours de l’eau, qu’elle soit sous forme liquide, solide ou gazeuse (vapeur d’eau). Le « moteur » de ce cycle est encore une fois l’énergie solaire qui, en favorisant l’évaporation de l’eau, entraîne tous les autres échanges entre :
- les océans
- l’atmosphère
- les lacs
- les cours d’eau
- les nappes d’eaux souterraines
- les glaciers
L’eau chauffée par le rayonnement solaire, s’évapore. Elle rejoint alors l’atmosphère sous forme de vapeur d’eau. Cette évaporation dépend du vent, de l’ensoleillement et de la température.
En se refroidissant, l’eau se condense, forme des nuages et retombe sous la forme de précipitations. L’eau retourne par la suite d’où elle vient, via le ruissellement, les lacs, les rivières, les nappes…
Merci pour votre attention, c’est la fin de ce deuxième cours au sujet des généralités concernant le climat et les courants marins.
Vous savez maintenant pourquoi l’air et l’eau sont en mouvement sur terre. Dans la troisième partie, nous verrons les forces en présence en météo, celle qui font bouger les masses d’air que nous évoquerons alors, les dépressions et les anticyclones.
À bientôt !
Patrick Belliot
