LES MOUVEMENTS ATMOSPHERIQUES

1. LES MOUVEMENTS ATMOSPHERIQUES Mars 07 JF Bachy

2. SOMMAIRE • Stratification verticale de l’atmosphère • La Terre reçoit de l’énergie du Soleil • Répartition géographique du flux solaire absorbé • Répartition géographique du flux infrarouge émis par la Te... • Transport depuis les zones déficitaires vers les zones exc... • Circulation tropicale • Localisation géographique des cellules de convection • Circulation atmosphériques aux latitudes moyennes et élevées • Bilan: des cellules de convection transportent de l’énerg... • Atmosphère : Agent de transport l’énergie • La force Coriolis dévie les masses d’air • Bilan général • Annexe atmosphère : agent efficace de transport des pollu... • Remerciements:

3. Stratification verticale de l’atmosphère terrestre Vue de l'atmosphère terrestre prise depuis la navette spatiale ; les excroissances correspondent aux sommets de nuages convectifs.(document NASA)

4. La Terre reçoit de l’énergie du Soleil • Le rayonnement solaire réchauffe la Terre. • Suivant la saison, le flux solaire incident reçu varie: durant l’été austral les régions recevant le plus d’énergie sont situées légèrement au sud de l’équateur géographique. • Les hautes latitudes de l’hémisphère Nord sont déficitaires.

5. Répartition géographique du flux solaire absorbé Seule une partie du rayonnement est absorbée par le Terre – Atmosphère – Océan (TAO)

6. Répartition géographique du flux infrarouge émis par la Terre • Le système TAO se refroidit en libérant de l’énergie vers l’espace sous forme de rayonnement infrarouge (IR)

7. Répartition géographique du flux net absorbé par la Terre • Le système TAO absorbe un flux net qui est la différence entre le flux solaire reçu et le flux infrarouge émis; • On remarque que les hautes latitudes sont déficitaires (bleu).

8. Transport depuis les zones déficitaires vers les zones excédentaires • La circulation atmosphérique réduit le contraste entre les régions excédentaires (basses latitudes) et les régions déficitaires (hautes latitudes) en énergie.

9. Circulation tropicale L’air chaud se refroidit et s’assèche Descente d’air sec Anticyclone (HP) Climat sec et désertique Apport de vapeur d’eau Ascension d’air humide Dépression (BP) Précipitations intenses Climat chaud et humide

10. Localisation géographique des cellules de convection • Sur les animations satellitales du canal vapeur d’eau, les zones blanches localisent les zones de forte convection alors que les zones sombres localisent les régions de forte subsidence; • Les branches ascendantes se situent au nord de l’Equateur géographique; • Les branches descendantes 35°N et 25°S (zones sombres) Animation Météosat 7 canal vapeur d’eau (juillet 1998)

11. Circulation atmosphériques aux latitudes moyennes et élevées • Sur cette image satellitale les zones blanches correspondent aux nuages élevés. • Sur cette animation on remarque des enroulements nuageux tournant dans le sens des aiguilles d’une montre dans l’hémisphère Sud, dans le sens inverse dans l’hémisphère Nord. Animation Météosat 7 canal IR (juillet 1998)

12. Bilan: des cellules de convection transportent de l’énergie de l’équateur vers les pôles • La circulation des masses d’air dans la troposphère s’organise en cellules de convection (a): les mouvements verticaux sont dus aux différences de masse volumique de l’air (elles-mêmes dues aux différence de température) et les mouvements horizontaux sont dus aux différences de pression, l’air s ’écoulant des zones de HP vers les zones de BP. • Les transferts des masses d’air de l’équateur vers les pôles s’organisent dans chaque hémisphère en 3 grandes cellules de convection (b)

13. Atmosphère : Agent de transport l’énergie Région polaire Orage près de l’Equateur • Si l’atmosphère et les océans étaient immobiles l’écart de température entre les régions de haute latitude et de basse latitude serait plus fort. • Les mouvements atmosphériques et océaniques permettent de transférer l’énergie depuis les régions excédentaires (Equateur) vers les régions déficitaires ( régions polaires).

14. La force Coriolis dévie les masses d’air • Pour l’observateur qui voit tourner la Terre, la trajectoire de la masse d’air s’effectue suivant le méridien (triangles oranges). • On marque sa position au sol par des points (animation du haut). • Pour l’observateur qui tourne avec la Terre la trajectoire de la masse d’air est déviée vers la droite dans l’hémisphère nord . • On suit sa trajectoire sur l’animation du bas (triangles oranges).

15. Bilan général

16. Annexeatmosphère : agent efficace de transport des polluants • Simulation numérique du transport de la masse d’air polluée par l’accident nucléaire de Tokaimura, le jeudi 30 septembre 1999

17. Remerciements: • Diaporama réalisé grâce au cours de Circulation atmosphérique générale de Vincent DANIEL • Page d’accueil:http://www.ens-lyon/fr/Planet-Terre/ • Adresse e-mail: vdaniel@lmd.ens.fr • Page perso:http://gershwin.ens.fr/vdaniel/ • Remerciement tout spécial au site LaboSVT pour son aide technique:http://www.labosvt.com