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Sciences & Techniques: L'atmosphère : une machine à fabriquer le temps

Publié le 22/02/2012

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Avec 1 000 kilomètres d'épaisseur, l'atmosphère est formée d'une partie très dense, appelée stratosphère, située à moins de 10 kilomètres de la surface de la Terre. La couche d'air qui enveloppe notre planète est une gigantesque machine thermique qui transforme l'énergie du Soleil en vent et en courant marin. La Terre, dans l'accomplissement de sa révolution annuelle autour du Soleil, s'expose en permanence au rayonnement de l'astre. Chaque mètre carré de son sol reçoit en moyenne 342 watts. Cette quantité varie en fonction du lieu et de la saison. Elle dépend en effet de l'inclinaison des rayons du soleil. Les régions situées exactement à la verticale des rayons sont plus exposées que le surfaces latérales. A l'équateur, le soleil s'élève au zénith et délivre un maximum d'énergie. Aux pôles, ses rayons rasent l'horizon. La chaleur qu'ils véhiculent se répartit sur une surface plus étendue. Conséquence : une parcelle de terre polaire hérite d'une quantité d'énergie très inférieure à celle dont est créditée une parcelle équatoriale. L'énergie disponible par unité de surface décroît lorsqu'on va de l'équateur aux pôles.
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« Les courants océaniques prennent également en charge une fraction de l'excédent d'énergie perçue parl'équateur.

Ils sont en partie engendrés par les vents qui soufflent à la surface des océans.

Ils dépendentaussi des échanges de chaleur et d' eau entre l'atmosphère et l'hydrosphère, qui modifient la température et la salinité de l'eau de mer et par là même sa densité.

Le brassage des eaux chaudes et froides se faitgrâce à une grande circulation océanique qui s'amorce dans la mer du Labrador, du Groenland et deNorvège au nord et dans la mer de Weddell au sud.

Leurs eaux de surface froides et denses plongent sousles nappes d'eau chaude et salée et s'écoulent vers l'équateur.

Elles repartent vers le pourtour des pôles sous forme de courants chauds de surface.

L'atmosphère et l'Océan contribuent à part égale au transfert d'énergie de l'équateur versles régions polaires.

Les deux milieux participent en association au maintien de l'équilibre climatique terrestre. Des climats pas comme les autres Mousson, climat tempéré, polaire ou équatorial, en dépit de leur diversité, tous les climats ne sont que le résultat des échanges dechaleur entre trois éléments : océans, atmosphère et continents.

Ils façonnent notre environnement et conditionnent notre mode de vie. Le climat, pour chacun d'entre nous, c'est avant tout le temps qu'il fait : soleil, nuages et pluie, chaleur etvent.

C'est aussi l'idée que, en dépit des variations interannuelles (été pourri, sécheresse exceptionnelle), ily a un temps de saison : d'année en année, les conditions météorologiques fluctuent autour des mêmesmoyennes.

Ces notions recouvrent bel et bien une réalité scientifique : celle des climats et de leurrépartition à la surface de la Terre .

C'est, en premier lieu, l'énergie solaire qui détermine le climat en un endroit de la planète.

Du fait que les rayons du Soleil traversent une couche d'atmosphère plus épaisse etque le Soleil monte moins à l'horizon aux hautes latitudes qu'aux basses, l'énergie reçue diminue de l'équateur vers les pôles.

Elle varie aussi au cours de l'année, du fait de l'inclinaison de la Terre sur son axe de rotation d'un angle de23°27', causant l'alternance des saisons. Les océans, régulateurs des climats Si la surface de la Terre était parfaitement uniforme, à une latitude donnée le climat serait le mêmepartout.

Mais la présence d'océans, de glace, de déserts, de steppes, de forêts, etc.

influe sur la capacitéde la Terre à absorber l'énergie solaire et à la transmettre à l'atmosphère.

Il en résulte d'importantesdifférences de densité de l'atmosphère, qui engendrent de grandes variations de climat d'un point à unautre du globe à une même latitude. De par leur masse et leur inertie thermique, les océans jouent le rôle le plus important dans les échanges avec l'atmosphère.

Ce sont eux les grands régulateurs des climats. Comme l'atmosphère, l'océan transporte globalement la chaleur de l'équateur vers les pôles.

Ainsi, le fameux Gulf Stream, connu pourbaigner les côtes de l'Europe occidentale, dont il adoucit le climat, ne constitue qu'une branche d'une grande circulation générale del'océan qui transporte de l' eau chaude vers le nord de l'océan Atlantique. Mais, s'il transporte à peu près la même quantité de chaleur que l'atmosphère, l'océan planétaire a une capacité calorifique beaucoupplus élevée : pour une même quantité de chaleur absorbée, la température de l'air s'accroîtra beaucoup plus que celle de l'océan.Inversement, pour une diminution de température équivalente, l'océan restitue beaucoup plus de chaleur que l'atmosphère.

Lesvariations saisonnières de température de l'océan sont donc nettement plus faibles que celles de l'atmosphère.

Ainsi, à la latitude deBrest, elle oscille annuellement entre 10 et 18°C.

A la même latitude, sur les continents, à Strasbourg par exemple, la température del'atmosphère fluctue entre 0,9 et 19°C. En été, l'océan limite l'accroissement de température de l'atmosphère en absorbant une bonne partie de l'énergie solaire reçue, qu'ilrestituera en hiver.

Il joue donc un rôle de " tampon ".

Ce processus limite l'amplitude des variations de température saisonnières desrégions maritimes par rapport aux régions continentales. Le fruit de toutes ces influences est une très grande diversité climatique.

Toutefois, il existe un air de famille entre climats soumis àdes facteurs similaires.

Cette parenté permet de regrouper les régions du globe qui jouissent de climats semblables, en zonesclimatiques ; Elles peuvent néanmoins être géographiquement très éloignées les unes des autres.

Par exemple, la Californie, desparties de l'Australie, de l'Afrique du Sud et du Chili bénéficient du même climat méditerranéen, à étés chauds et secs et à hiversfroids et humides que le pourtour de la mer Méditerranée.

Les zones climatiques sont à l'origine de la diversité des paysages,constitués d'écosystèmes différents, eux-mêmes composés d'espèces qui leur sont propres.

Elles conditionnent également lesmodes de vie humains, notamment en ce qui concerne l'activité agricole. La mousson. »

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