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éléments de climatologie * intro



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Le cours du 27 septembre, matinée

Liens :

 

Notes brutes, à retravailler

1. Fonctionnement du système climatique et zones climatiques

Eléments du système climatique

Le système Terre est composé d’éléments qui interagissent entre eux
> sphères

l’atmosphère,
l’hydrosphère,
la biosphère (plantes, végétaux, animaux + humain),
parfois l’anthroposphère (activités humaines)
la cryosphère (neige, glace),
la pédosphère ou lithosphère (les sols)

Lien : Les constituants de la biosphère (la maison d’alzaz)

> fiche biosphère

 

L’atmosphère

Serquet G - climatologie, atmosphere composition

si on double la teneur en CO2 dont la teneur dans l’atmosphère est de 0,038% (gaz à effet de serre), ça influence le climat, mais ça ne va pas nous enlever l’oxygène

Kelvin = – 273.15
rouge : courbe de température

couches de l’atmosphère :
> la troposphère, 8-12 km = la stratosphère + couche d’ozone,
> la mésosphère et
> la thermosphère
pour les conditions météo, tout se joue dans la troposphère

 

La troposphère

la tropopause : limite entre la troposphère et la stratosphère (dont la limite se situe à 40-50 km),
> entre 8 et 18 km selon la latitude : au plus bas dans les régions polaires, en hiver, et au plus haut dans les régions tropicales, en été
> Suisse : env. 10-12 km

> la plus grande partie de la masse de l’atmosphère
> gradient thermique : -6.5°C par km
> la quantité de vapeur d’eau décroît avec l’altitude et varie en fonction de la latitude (équateur > pôles)
> elle contient le 99% de la vapeur d’eau atmosphérique
> tous les phénomènes météorologiques (turbulences jusqu’à la basse stratosphère) se jouent dans la troposphère

le rayonnement : autre fonction de l’atmosphère
elle retient le rayonnement solaire (protection) : une partie est réfléchie,
les rayons infra-rouges sont les rayons réfléchis au sol : une partie est absorbée par les gaz à effet de serre > effet positif et vital : ça chauffe, on a moins froid

rayonnement solaire (ultraviolet, visible, infrarouge, etc)
> 1) rayonnement diffusé par l’atmosphère (nuages, gaz, poussières), n’arrive pas jusqu’au sol
> 2) rayonnement absorbé par la surface du sol
> 3) rayonnement réfléchi, infrarouges réémis par le sol > a) s’échappent dans l’espace, b) sont absorbés par le gaz à effet de serre <— effet positif et vital : ça chauffe, on a moins froid

l’albedo : le pouvoir réfléchissant d’une surface
partie à revoir … faire recherches
dans une zone comme le désert ou les pôles (en rouge) : albedo 0.4 = pouvoir réfléchissant important
le noir absorbe (albedo = 0.0, océans 4% = albedo env. 0.025), le blanc réfléchit (neige = 80-90%, désert = 30-40%)

la fonte des eaux augmente l’absorption du rayonnement solaire (neige, glace qui fond et devient eau, océans) > augmentation température de la terre, des océans, la banquise fond > cercle vicieux qui accélère la fonte de la banquise
change en fonction des saisons (végétation, enneigement)

 

L’hydrosphère

dans le cycle de l’eau, endroits de stockage : glaciers, sous-sols, océans

les océans sont impliqués dans le système climatique par l’albedo, par leur participation au cycle de l’eau, transportent (répartissent) une grande quantité de chaleur dans les circulations océaniques et participent aussi au le cycle du carbone

Circulation océanique

un courant chaud reste en haut, et pas un courant froid (densité moléculaire)

Cycle du carbone

les océans absorbent 2/3 du CO2 de l’atmosphère, mais aujourd’hui ce n’est plus assez (parce qu’on en produit de plus en plus)
comment ? algues > photosynthèse, minéralisation au fond des océans
ça ressort par les volcans océaniques p. ex.

 

La cryosphère

circulation thermohaline : le sel

 

La biosphère

Selon le type de végétation,
action dynamique (vent) sur le (micro-)climat

Thermique : à couvert forestier, pas la même température qu’à découvert forestier

Forêt plus humide
albedo

Photosynthèse

 

La lithosphère

(… ?)

 

Dynamique et répartition des zones climatiques principales

1ère slide : équilibre énergétique

l’énergie solaire entre de manière inégale sur la surface de la terre, mais sort partout dans les mêmes quantités > circulation de l’énergie
par les océans
par l’air

convection cell
Hadley cell

 

climat : température + précipitations

Köppen (1920) – 5 types de climat
A tropical
B aride
C tempéré chaud
D tempéré froid
E polaire

classification pas très opérante aujourd’hui avec les changements climatiques

 

Le climat en Suisse

début d’année 2013 : changement des normes de météo suisse (1981-2010)

1961-1990 : normes basées sur des observations et moyennes
encore en vigueur au niveau mondial

 

Causes des changements climatiques

Causes naturelles

  1. externes (astronomiques)
  2. internes (volcans + océans)

Les volcans
parce que les éruptions éjectent dans l’atmosphère des aérosols (CO2, différents gaz) et de la poussière (nuage) : retient les rayons > diminue la température de la Terre pendant une période

Causes anthropogènes

L’effet de serre anthropogène
Moins de sols fertiles > moins de plantations > moins de prise du CO2 (effet régulateur diminué)

gaz à effet de serre (GES) naturel le plus important : H2O sous sa forme gazeuse

émis par l’homme : CO2 63%, Méthane 18%, Hydro-fluoro-carbures HFC et CFC (gaz industriels) 13%,

 

Changements climatiques

  • augmentation de la température (dendochronologie : chronologie sur les arbres)
  • observation : augmentation plus forte aux pôles
    Suisse : climat continental (les océans se réchauffent moins) + au nord de l’hémisphère nord

 

 



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