Le climat est la distribution statistique des conditions de l’atmosphère terrestre dans une région donnée pendant une période donnée. L’étude du climat est la climatologie. Elle se distingue de la météorologie qui désigne l’étude du temps à court terme et dans des zones ponctuelles.

La caractérisation du climat est effectuée à partir de mesures statistiques annuelles et mensuelles sur des données atmosphériques locales : températurepression atmosphériqueprécipitationsensoleillementhumidité, vitesse du vent. Sont également pris en compte leur récurrence ainsi que les phénomènes exceptionnels.

Ces analyses permettent de classer les climats des différentes régions du monde selon leurs caractéristiques principales.

Le climat a varié fortement au cours de l’histoire de la Terre sous l’influence de nombreux phénomènes astronomiques, géologiques, etc., et plus récemment sous l’effet des activités humaines (réchauffement climatique).

Le climat correspond aux conditions météorologiques moyennes (températures, précipitations, ensoleillement, humidité de l’airvitesse des vents, etc.) qui règnent sur une région donnée durant une longue période.

Pour l’Organisation météorologique mondiale, elle doit être d’au minimum 30 ans.

Le climat : des moyennes, mais aussi des extrêmes

Puisqu’il se traduit par des moyennes, le climat se caractérise également par des extrêmes et des variations.

Il résulte de l’interaction des trois principaux réservoirs : l’océan, l’atmosphère et les surfaces continentales (y compris les calottes polaires).

Terminologie

Le terme « climat » apparaît dans la langue française au xiie siècle comme dérivé du latin climatis qui provient du grec κλίμα qui désigne l’inclinaison de la Terre par rapport au Soleil. Les premiers découpages climatiques ont en effet été établis selon l’inclinaison des rayons du Soleil par rapport à l’horizon.

Aristote (dans Météorologiques) est le premier à diviser le globe terrestre en cinq zones climatiques : deux zones froides, près des pôles (l’arctique et l’antarctique) ; une zone torride, près de l’équateur, qu’il considère comme inhabitable ; et deux zones tempérées comprises entre la zone torride et une des zones froides (la zone septentrionale, correspondant à l’Écoumène, et la zone méridionale, qu’il appelle les antipodes).

La notion de changement climatique et celle de réchauffement climatique se réfèrent au climat planétaire et à ses variations globales et locales.

Les océans induisent la plus grande partie de l'inertie thermique du climat terrestre. © Apollo 17, Nasa
Les océans induisent la plus grande partie de l’inertie thermique du climat terrestre. © Apollo 17, Nasa

Selon Antoine César Becquerel qui en 1865 cite Alexander von Humboldt, le climat d’un pays est :

« la réunion des phénomènes calorifiques, aqueux, lumineux, aériens, électriques, etc. qui impriment à ce pays un caractère météorologique défini, différent de celui d’un autre pays, placé sous la même latitude et dans les mêmes conditions géologiques. Selon que l’un de ces phénomènes domine, on dit que le climat est chaud, froid ou tempéré, sec ou humide, calme ou venteux.
On considère toutefois la chaleur comme exerçant la plus grande influence : viennent ensuite les quantités d’eau tombée dans les diverses saisons de l’année, l’humidité ou la sécheresse de l’air, les vents dominants, le nombre et la répartition des orages dans le cours de l’année; la sérénité ou la nébulosité de l’air; la nature du sol et celle de la végétation qui le recouvre, selon qu’elle est spontanée ou le résultat de la culture2. »

Le climat désigne les caractéristiques statistiques (moyenne, maxima et minima, dispersion), calculées sur une longue période de temps (30 ans, par convention, pour les météorologistes), des observations de paramètres tels que la température, la pression, la pluviométrie ou la vitesse du vent, en un lieu géographique et à une date donnés.

Fonctionnement du système climatique

Le système climatique est composé de plusieurs sous-ensembles : l’atmosphère, l’océan et la cryosphère, la lithosphère continentale et la biosphère de la Terre. L’apport d’énergie du rayonnement solaire et les échanges d’énergies entre les sous-ensembles du système climatique déterminent le climat de la planète.

Les océans représentent le principal réservoir de la chaleur capturée et de l’humidité. La circulation océanique, que l’on appelle aussi circulation thermohaline parce qu’elle est causée à la fois par des différences de températures et par différences de salinité, redistribue la chaleur des régions chaudes vers les régions froides.

Le rayonnement solaire se distribue inégalement à la surface de la Terre. Les basses latitudes, autour de l’équateur, reçoivent davantage de rayonnement que les hautes latitudes, proches des pôles Nord et Sud.

L’océan n’absorbe (ou ne réfléchit) pas le rayonnement solaire incident de la même manière que les surfaces continentales. Les écarts de température importants entre régions polaires et zone intertropicale induisent à leur tour des mouvements de l’air (vents) et de l’océan (courants marins).

Les surfaces océaniques et continentales sont soumises à une forte évaporation qui alimente un cycle hydrologique. La vapeur d’eau s’élève dans l’atmosphère, se condense en altitude, est transportée par les vents, et précipite sous forme de pluie ou de neige.

La rotation de la Terre induit une accélération des vents (force de Coriolis) qui sont déviés vers la droite, dans l’hémisphère nord, et vers la gauche, dans l’hémisphère sud.

Ce phénomène donne naissance aux vents alizés, dans la zone intertropicale, et à d’immenses tourbillons (les anticyclones de l’hémisphère nord).

Un exemple de région aride : la vallée de la Mort en Californie.
Un exemple de région aride : la vallée de la Mort en Californie.

De vastes cellules de circulation générale ceinturent la Terre : elles contribuent à redistribuer la vapeur d’eau excédentaire des régions de basses latitudes vers les zones extratropicales, et elles assèchent les régions désertiques aux latitudes subtropicales (cellules de Hadley).

Une partie du rayonnement solaire qui arrive au sol est immédiatement réfléchie. Le rapport entre l’énergie réfléchie et l’énergie solaire incidente est l’albédo, qui est compris entre 0 pour un corps qui absorberait la totalité des ondes électromagnétiques et 1 pour une surface qui les réfléchirait toutes.

L’albédo planétaire, mesuré au sommet de l’atmosphère, qui est de 0,3, connaît de grandes variations en fonction des surfaces, depuis 0,05 à 0,15 pour la surface de la mer, une forêt de conifères ou un sol sombre jusqu’à 0,75 à 0,90 pour la neige fraiche.

Toute variation de l’albédo modifie la température :ainsi, la fonte de la banquise arctique diminue l’albédo, donc augmente les températures dans la région arctique.

Les continents et surtout le relief introduisent des barrières physiques à ces échanges qui modifie grandement la distribution des précipitations, de la chaleur et de la végétation.

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