Fiche de révision : Système climatique et variabilité

Plan du Cours

  1. Temps, climat et enveloppes terrestres
  2. Machinerie climatique et bilan radiatif
  3. Transports et circulation atmosphérique
  4. Convection, pression et force de Coriolis
  5. Courants-jets et zones climatiques
  6. Saisons et mécanismes régionaux
  7. Oscillations climatiques régionales
  8. Effet de serre additionnel et conséquences

1. Temps, climat et enveloppes terrestres

Notions clés & Définitions

  • Atmosphère : la couche gazeuse qui enveloppe la Terre
  • Hydrosphère : la sphère d’eau constituée d’eau douce ou salée sous forme liquide, couvrant environ 75 % de la surface de la Terre
  • Cryosphère : la partie solide, gelée, de l’hydrosphère
  • Biosphère : l’ensemble des régions terrestres où la vie peut exister et une mince pellicule qui recouvre en partie la lithosphère, l’hydrosphère et l’atmosphère

★ À maîtriser

📌 Le temps ou la météo désigne l’état de l’atmosphère et des processus associés à un moment et en un lieu précis, tandis que le climat correspond aux conditions atmosphériques moyennes d’une région sur au moins 30 ans.

Compléments

  • Les paramètres utilisés pour caractériser le climat sont :
    • le rayonnement
    • la température
    • la pression atmosphérique
    • le vent
    • l’humidité de l’air
    • l’évaporation
    • les précipitations
    • la couverture nuageuse

2. Machinerie climatique et bilan radiatif

Notions clés & Définitions

  • Machinerie climatique : l’ensemble des mécanismes qui conduisent à un équilibre climatique sur Terre
  • Albédo : la partie de l’énergie incidente réfléchie ou diffusée par l’atmosphère et la surface terrestre puis renvoyée vers l’espace
  • Bilan radiatif : la différence entre le rayonnement incident absorbé par le sol et l’atmosphère et le rayonnement infrarouge thermique que la surface et l’atmosphère renvoient vers l’espace
  • Effet de serre : la quantité d’énergie infrarouge thermique due au rayonnement terrestre qui est retenue dans la basse atmosphère, soit 153 W·m⁻²

Points essentiels

  • La machinerie climatique résulte : de l’énergie solaire incidente, de la restitution d’une partie de cette énergie vers l’espace, de l’absorption puis de la réémission terrestre d’énergie dans l’atmosphère, de la forme ronde de la Terre, de sa rotation et de l’inclinaison de son axe

  • L’énergie incidente est l’énergie solaire qui arrive au sommet de l’atmosphère terrestre, évaluée en moyenne sur l’ensemble du globe à 1368/4 W·m⁻².

  • Environ 30 % du rayonnement solaire est réfléchi par la planète avant son absorption dans l’atmosphère, les sols ou les océans.

Astuce mémo

Répartition inégale du rayonnement → circulation qui transporte la chaleur

3. Transports et circulation atmosphérique

Notions clés & Définitions

  • Circulation atmosphérique : le processus global d’échange de masses d’air dans l’atmosphère

★ À maîtriser

  • Lorsque le bilan radiatif global est nul, la température moyenne de la planète reste stable.

  • Le bilan radiatif net global annuel du système Terre-atmosphère est quasi nul, mais il est positif dans les régions équatoriales, négatif dans les régions polaires et nul vers 40° de latitude.

  • La circulation atmosphérique et océanique transporte l’énergie des régions équatoriales excédentaires vers les régions polaires déficitaires.

Compléments

📌 Le transport de chaleur se partage à parts égales entre l’atmosphère et les océans, mais les échanges sont plus rapides dans l’atmosphère que dans les océans.

4. Convection, pression et force de Coriolis

Notions clés & Définitions

  • Convection atmosphérique : le mouvement de l’air provoqué par les variations de température dues au réchauffement inégal de l’atmosphère par le Soleil

★ À maîtriser

  • La circulation atmosphérique est gouvernée par :

    • les mouvements de convection
    • la force de Coriolis
    • les variations de pression
    • les courants-jets
  • À l’équateur, l’air chaud, plus léger, s’élève et fait diminuer la pression au sol, créant une basse pression; aux pôles, l’air très froid, plus lourd, s’affaisse et augmente la pression au sol, créant une haute pression.

  • La force de Coriolis, créée par la rotation terrestre, dévie les mouvements de l’air vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud, et elle est nulle à l’équateur.

Compléments

  • La circulation atmosphérique se déroule essentiellement dans la troposphère, la couche la plus basse de l’atmosphère, située entre 8 et 16 km d’altitude.

📌 À la surface du sol, l’air se déplace d’une zone de haute pression vers une zone de basse pression pour combler le vide créé par la montée de l’air chaud.

  • Dans l’hémisphère Nord, l’air tourne dans le sens horaire autour d’une haute pression et dans le sens antihoraire autour d’une basse pression; ces sens sont inversés dans l’hémisphère Sud.

Astuce mémo

L’air chaud monte vers les basses pressions, tandis que l’air froid s’affaisse vers les hautes pressions

5. Courants-jets et zones climatiques

★ À maîtriser

  • Les courants-jets sont des vents d’altitude qui se déplacent d’ouest en est entre 8 et 14 km d’altitude.

  • Les trois principales zones climatiques sont :

    • la zone chaude
    • la zone tempérée
    • la zone polaire

Compléments

  • Un courant-jet forme un couloir haut de 1 à 5 km et large de 50 à 150 km, dont la vitesse peut atteindre 400 km·h⁻¹.

  • Les deux principaux courants-jets sont le jet subtropical, situé vers 30° de latitude, et le jet polaire, situé vers 60° de latitude.

6. Saisons et mécanismes régionaux

★ À maîtriser

  • Les saisons résultent de l’inclinaison de l’axe terrestre de 23°27’, qui fait varier au cours de l’année l’énergie reçue par chaque région et inverse le cycle saisonnier entre les hémisphères.

Compléments

  • Les mécanismes régionaux comprennent : les interactions océan-atmosphère en milieu côtier, les interactions atmosphère-relief, les oscillations climatiques, les éruptions volcaniques

  • Les éruptions volcaniques peuvent modifier le bilan radiatif par l’injection de composés chimiques et de poussières dans la haute atmosphère.

7. Oscillations climatiques régionales

Notions clés & Définitions

  • Oscillation nord-atlantique : le principal mode actuel de variabilité climatique autour du bassin Nord-atlantique, issu de l’interaction entre l’océan et l’atmosphère et particulièrement marqué en hiver
  • Dipôle de l’océan Indien : un phénomène d’interaction océan-atmosphère alternant des événements positifs et négatifs

★ À maîtriser

📌 En NAO+, l’Europe connaît un hiver doux et humide et le Canada un hiver froid et sec, tandis qu’en NAO− l’Europe du Nord connaît un hiver froid et le bassin méditerranéen un hiver humide.

📌 En DOI+, la surface de l’océan Indien est plus chaude que la normale à l’ouest et plus froide à l’est, avec des précipitations supérieures à la normale à l’ouest et inférieures à l’est de l’océan Indien ainsi qu’à l’ouest du Pacifique tropical.

Compléments

  • L’indice NAO mesure généralement la différence de pression atmosphérique entre l’anticyclone des Açores et la dépression d’Islande.

8. Effet de serre additionnel et conséquences

★ À maîtriser

  • Les activités humaines augmentent les concentrations de gaz à effet de serre, ce qui accroît l’opacité de l’atmosphère aux infrarouges thermiques et réchauffe la basse atmosphère; les échanges océan-atmosphère transfèrent ensuite une partie de la chaleur additionnelle aux eaux de surface, et la circulation océanique contribue au réchauffement de l’ensemble de l’océan.

  • Les changements climatiques projetés comprennent une hausse des températures de +2 °C à +5 °C d’ici 2100, une modification du cycle de l’eau et des précipitations ainsi qu’une augmentation de la fréquence et de l’intensité des phénomènes climatiques extrêmes.

  • L’élévation du niveau de la mer est estimée à 1 m d’ici 2100 par rapport à 1900.

Compléments

  • La diminution de l’écart de température entre les eaux de surface et les eaux profondes contribue au ralentissement de la circulation thermohaline et au dérèglement de la machinerie climatique globale.

  • Les changements climatiques entraînent la fonte des glaciers et de la banquise.

Astuce mémo

Gaz à effet de serre supplémentaires → réchauffement et perturbations climatiques

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Système climatique et variabilité avec 11 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Lorsqu’une surface terrestre renvoie vers l’espace une partie du rayonnement solaire qu’elle reçoit, quelle notion désigne cette part réfléchie ou diffusée ?

2. Pour établir un bilan radiatif, une équipe compare l’énergie du rayonnement incident absorbée par le sol et l’atmosphère à l’énergie infrarouge thermique qu’ils renvoient vers l’espace. Quelle grandeur calcule-t-elle ?

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Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Système climatique et variabilité avec 10 flashcards interactives.

Que désigne le temps météorologique en un lieu et à un moment précis ?

L’état de l’atmosphère et des processus associés.

Qu’est-ce que la machinerie climatique ?

L’ensemble des mécanismes conduisant à un équilibre climatique sur Terre.

Quels paramètres caractérisent le climat ?

Le rayonnement, la température, la pression atmosphérique, le vent, l’humidité de l’air, l’évaporation, les précipitations et la couverture nuageuse.

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