
éléments de climatologie * intro
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Le cours du 27 septembre, matinée
Liens :
- Les constituants de la biosphère (la maison d’alzaz) < à travailler
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
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
- externes (astronomiques)
- 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