Science et technologie s1359

Circulation atmosphérique

​​La circulation atmosphérique est le mouvement continu des masses d'air entourant la Terre qui redistribue la chaleur provenant du Soleil.

L’air qui entoure la Terre se déplace sans arrêt. Dû à son inclinaison, la Terre ne reçoit pas partout la même quantité de rayonnement solaire. La température à la surface de la Terre n’est donc pas uniforme.

La circulation atmosphérique s'explique à partir de divers phénomènes:

Les mouvements de convection

Les mouvements de convection représentent le mouvement de l'air en raison des variations de température engendrées par le réchauffement inégal de l'atmosphère par le Soleil. L’air qui se situe au-dessus des régions chaudes et humides de l’équateur est moins dense. Il s’élève donc en altitude, pour ensuite se refroidir et devenir de l'air plus froid qui descend, car il est plus lourd que l'air chaud. L'air, en se déplaçant de haut en bas, génère le vent.

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En raison de la grande dimension de la Terre, l'air froid qui converge vers l'équateur n'arrive pas des régions polaires. La circulation de l'air s'effectue grâce à six grands courants de convection, en forme de boucle, disposés de part et d'autre de l'équateur.

La circulation atmosphérique ne se fait pas simplement des pôles à l’équateur. Il y a trois boucles de circulation des vents entre l'équateur et les pôles:

  • La première boucle est nommée cellule de Hadley. Elle se situe entre l'équateur et le 30e parallèle.
  • La deuxième boucle est nommée cellule de Ferrel. Elle se situe entre le 30e et 60e parallèle.
  • La troisième boucle est nommée cellule polaire. Elle se situe au nord et au sud du 60e parallèle.

Ces boucles créent, à la surface du sol, les vents dominants.


La force de Coriolis

La force de Coriolis est la force créée par la rotation de la Terre.

Si la Terre ne tournait pas, l'air devrait se déplacer en ligne droite, des centres de haute pression vers les centres de basse pression. Mais puisque la Terre tourne, l'air suit une trajectoire courbe. Les molécules d’air qui se déplacent en ligne droite sur la surface de  la Terre subissent alors une force perpendiculaire à la vitesse de déplacement.

Cette force a donc pour effet de dévier les mouvements de l'air vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. À l'équateur, cette force est nulle: il n’y a donc pas d’effet de Coriolis à l’équateur.

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Les variations de pression

L’effet de Coriolis fait en sorte que, dans l'hémisphère Nord, l'air circule dans le sens horaire autour d’un centre de haute pression et dans le sens antihoraire autour d’un centre de basse pression.

De plus, à la surface du sol, l'air se déplace d'une zone de haute pression (air froid) vers une zone de basse pression (air chaud) afin de remplir le vide crée par le mouvement de l'air chaud qui monte en altitude.


Les courants-jets

Les courants-jets sont des vents qui se déplacent à haute altitude, entre 8 et 14 km d'altitude, d'ouest en est.

Le courant-jet se présente sous la forme d’un couloir d’une hauteur variant de 1 à 5 km et d’une largeur de 50 à 150 km. Au-dessus de l’Amérique du Nord, la vitesse du courant-jet varie entre 100 et 200 km/h. Il peut parfois atteindre une vitesse de 400 km/h.

Les courants-jets sont bien utiles en aviation: lorsqu'un avion circule d'ouest en est, le courant-jet agit comme un vent de dos et permet de diminuer le temps de vol. Toutefois, lorsqu'un vol d'avion se fait d'est en ouest, le courant-jet peut ralentir la vitesse de l'avion, car il est face à l'avion.

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