Le climat 
Partie 1 : Atmosphère et Océans
Quel composant est le plus abondant dans 
l’atmosphère ? 
A. O2 
B. N2 
C. CO2 
D. CO
Composition de l'air sec 
(troposphère) 
Ar = 0.9% 
CO2 = 0.04% traces 
O2 = 20.9% 
N2 = 78.1% 
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Mésosphère 
Stratosphère 
Troposphère 
Mésopause 
Tropopause 
Stratopause 
~80 km 
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Vues prises depuis la Navette Spatiale (NASA), orbite base (400 km.). 
Couché de Soleil, 8/11/91, Atlantis. 
Vénus. 
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T° baisse 
Environ 1000 km 
(limite sup. atmosphère) 
Raréfaction 
des 
molécules 
d'air 
9/10 masse atmosphère 
dans les ...
Le suffixe nimbus (nimbo-) désigne les nuages produisant des précipitations. 
Les limites entre étages varient entre les r...
Les cirrus, cirrocumulus et cirrostratus : 
- localisés entre 5 et 13 km d'altitude sous nos latitudes ; 
- constitués de ...
Les altocumulus et altostratus : 2 à 7 km d'altitude. Ils sont constitués 
essentiellement de gouttelettes d'eau. 
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Les stratocumulus et les stratus : entre le sol et 2 km d'altitude. 
Stratocumulus 
Stratus 
1. La circulation atmosphériq...
Les nimbostratus, cumulus et cumulonimbus : nuages à développement vertical 
qui peuvent occuper plusieurs étages en même ...
Cumulonimbus. 
Les cirrus sont souvent issus du 
sommet de ces tours convectives 
qui plafonnent à la tropopause. 
Les cum...
D’où vient l’énergie qui chauffe 
l’atmosphère ? 
A. Du sol 
B. De l’océan 
C. Des nuages 
D. Du soleil
Comment obtenir une température atmosphérique 
moyenne de 15°C ? 
Énergie réfléchie 
107 W/m² 
235 W/m² 
Longueurs d'onde ...
Effet de serre et bilan radiatif 
1. La circulation atmosphérique 
Comment obtenir une température atmosphérique 
moyenne ...
Effet de serre et bilan radiatif 
1. La circulation atmosphérique 
Comment obtenir une température atmosphérique 
moyenne ...
Ifremer. 
Ifremer. 
Déséquilibre de l’apport d’énergie solaire 
• Angle d’incidence des rayons solaires 
• Gradient de tem...
Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? 
Transport 
Le déséquilibre thermique à la surface du globe 
Pomerol ...
Quelle est l’origine des mouvements 
atmosphériques ? 
A. la chaleur du sol 
B. l’incidence des 
rayons solaires 
C. la ci...
Les cellules de convection atmosphérique 
STRATOSPHERE : plus chaude elle force les mouvements horizontaux troposphériques...
Quel est le moteur de la circulation 
atmosphérique ? 
1. La circulation atmosphérique 
Les cellules de convection atmosph...
Quel est le moteur de la circulation 
atmosphérique ? 
Force de Coriolis dévie les masses allant vers le nord vers la droi...
Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? 
Les cellules de convection atmosphérique 
Campy & Macaire (2003) – G...
1. La circulation atmosphérique
1. La circulation atmosphérique
Hémisphère Nord 
1. La circulation atmosphérique
1. La circulation atmosphérique 
?
C’est 
A. Un cyclone 
B. Un anticyclone
@isitv.univ-tln.fr/~lecalve 
Introduction 
2. La circulation océanique 
• Surface de la terre : 71% par des océans 
• 97% ...
Est-ce que l’océan peut devenir plus salé ? 
• La concentration totale des sels dissous varie en fonction du lieu 
• Mais ...
Comment se déplacent les masses d’eau ? 
La circulation de surface 
Carte des vents Carte des courants de surface 
• Rôle ...
Comment se déplacent les masses d’eau ? 
La circulation de surface 
CARTOGRAPHIE DES COURANTS MARINS DE SURFACE 
@educnet....
2. La circulation océanique
Comment se déplacent les masses d’eau ? 
Pomerol et al. (2005) – Éléments de Géologie, Dunod 
 L’océan est stratifié 
Dis...
Comment se déplacent les masses d’eau ? 
Pomerol et al. (2005) – Éléments de Géologie, Dunod 
La circulation thermohaline ...
Votre personnage préféré 
A. Prof Jack 
B. Sam 
C. Laura 
D. Président Blake 
E. Vorsteen 
F. Kirsten Dunst
En combien de temps le changement climatique aura-t-il 
lieu ? 
A. 10 jours 
B. 1 an 
C. 10 ans 
D. 100 ans 
E. Plus que ç...
Si la circulation océanique change, la 
température en France va 
A. Augmenter 
B. Diminuer 
C. Ni l’un ni l’autre
Le niveau de l’eau a-t-il déjà 
commencé de monter ? 
A. Oui 
B. Non 
C. Je ne sais pas
Un nouvel âge de glace est-il possible ? 
A. Oui 
B. Non 
C. Je n’en ai aucune 
idée
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples 
El Niño-La Niña Southern Oscillations
Average rain rate in January 2000 measured by the Tropical Rain Measuring Mission satellite. From Tropical Rain Measuring ...
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
Si les vents atteignent au moins 33 m/s, on l'appelle alors : 
- (1) Ouragan dans l'Atlantique Nord, l'Océan Pacifique Nor...
Condition thermique. 
Les cyclones se forment à la fin de l'été, lorsque la température de surface 
des eaux océaniques de...
Condition géographique. 
Etre suffisamment éloigné de l'Équateur (5°, soit 550 km) de façon à ce que la 
force de Coriolis...
Condition hygrométrique. 
Une forte humidité est indispensable à la formation des cumulonimbus. 
La formation d'un cyclone...
Lorsque le cyclone passe au dessus 
d'une zone continentale, il perd sa 
source d'humidité et de chaleur et les 
frottemen...
Situation en 
période normale 
(janvier 1996) 
58 
Situation en 
période El Niño 
(janvier 1998). 
El Niño Southern Oscill...
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Cours 8 : Le Climat partie 1

  1. 1. Le climat Partie 1 : Atmosphère et Océans
  2. 2. Quel composant est le plus abondant dans l’atmosphère ? A. O2 B. N2 C. CO2 D. CO
  3. 3. Composition de l'air sec (troposphère) Ar = 0.9% CO2 = 0.04% traces O2 = 20.9% N2 = 78.1% 1. La circulation atmosphérique Structure et composition de l’atmosphère L’eau dans l’atmosphère 3 états (gaz, solide, liquide) Teneurs variables 0,1% en Sibérie 5% dans les régions maritimes équatoriales
  4. 4. Mésosphère Stratosphère Troposphère Mésopause Tropopause Stratopause ~80 km Photographie prise le 07/20/75, durant la mission US-@Nasa URSS Apollo, à une altitude de 230 km 1. La circulation atmosphérique Structure et composition de l’atmosphère Ionosphère Atmosphère
  5. 5. Vues prises depuis la Navette Spatiale (NASA), orbite base (400 km.). Couché de Soleil, 8/11/91, Atlantis. Vénus. Depuis l’espace : la couleur rouge de la troposphère = absorption des courtes longueurs d'onde par la vapeur d'eau. Dans la stratosphère le dégradé du blanc vers le bleu est lié à la variation de la pression. Des nuages orageux avec leurs cirrus s'étalent contre la tropopause, qui apparaît en gris-vert. Les aérosols du Pinatubo, à la base de stratosphère apparaissent dans la couche noire. 1. La circulation atmosphérique
  6. 6. T° baisse Environ 1000 km (limite sup. atmosphère) Raréfaction des molécules d'air 9/10 masse atmosphère dans les 18 km -56°C -5°C 0°C -90°C http://www-geoazur.unice.fr/SCTERRE/cours_en_ligne/index.html 1. La circulation atmosphérique Altitude (km) Structure et composition de l’atmosphère 1/2 masse atmosphère dans les 5500 m, Masse atmosphère : 5,13.1018 kg (un millionième masse terrestre) (au delà les molécules peuvent s’échapper vers l’espace sans que les chocs avec les autres molécules ne les renvoient dans l’atmosphère)
  7. 7. Le suffixe nimbus (nimbo-) désigne les nuages produisant des précipitations. Les limites entre étages varient entre les régions équatoriale et polaire. 1. La circulation atmosphérique
  8. 8. Les cirrus, cirrocumulus et cirrostratus : - localisés entre 5 et 13 km d'altitude sous nos latitudes ; - constitués de cristaux de glace. - marqueurs de la tropopause. Cirrus Cirrocumulus Cirrus Cirrostratus 1. La circulation atmosphérique
  9. 9. Les altocumulus et altostratus : 2 à 7 km d'altitude. Ils sont constitués essentiellement de gouttelettes d'eau. Altocumulus Altostratus 1. La circulation atmosphérique
  10. 10. Les stratocumulus et les stratus : entre le sol et 2 km d'altitude. Stratocumulus Stratus 1. La circulation atmosphérique
  11. 11. Les nimbostratus, cumulus et cumulonimbus : nuages à développement vertical qui peuvent occuper plusieurs étages en même temps. Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus 1. La circulation atmosphérique
  12. 12. Cumulonimbus. Les cirrus sont souvent issus du sommet de ces tours convectives qui plafonnent à la tropopause. Les cumulonimbus sont le siège de forts mouvements convectifs qui homogénéisent la troposphère. NASA. Des nuages orageux avec leurs cirrus, dont les sommets sont en forme d'enclumes... 1. La circulation atmosphérique
  13. 13. D’où vient l’énergie qui chauffe l’atmosphère ? A. Du sol B. De l’océan C. Des nuages D. Du soleil
  14. 14. Comment obtenir une température atmosphérique moyenne de 15°C ? Énergie réfléchie 107 W/m² 235 W/m² Longueurs d'onde constituant le rayonnement solaire température 6 000 K domaine ultraviolet inférieure à 0,3 μm (violet-bleu) domaine visible de 0,3 μm (violet-bleu) à 0,7 μm (rouge) domaine infrarouge au delà de 0,7 μm (rouge) 10% 40% 50% 1. La circulation atmosphérique Énergie solaire Albédo = 0.3 Ce qui reste pour chauffer la Terre Effet de serre et bilan radiatif
  15. 15. Effet de serre et bilan radiatif 1. La circulation atmosphérique Comment obtenir une température atmosphérique moyenne de 15°C ? Ultraviolets+visible+Infrarouge Infrarouge
  16. 16. Effet de serre et bilan radiatif 1. La circulation atmosphérique Comment obtenir une température atmosphérique moyenne de 15°C ?
  17. 17. Ifremer. Ifremer. Déséquilibre de l’apport d’énergie solaire • Angle d’incidence des rayons solaires • Gradient de température à la surface du Globe 1. La circulation atmosphérique
  18. 18. Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? Transport Le déséquilibre thermique à la surface du globe Pomerol et al. (2005) – Éléments de Géologie, Dunod Transferts assurés par les deux fluides terrestres (courants océaniques et atmosphériques) 1. La circulation atmosphérique
  19. 19. Quelle est l’origine des mouvements atmosphériques ? A. la chaleur du sol B. l’incidence des rayons solaires C. la circulation océaniques D. la rotation de la Terre E. les marées lunaires
  20. 20. Les cellules de convection atmosphérique STRATOSPHERE : plus chaude elle force les mouvements horizontaux troposphériques TROPOSPHERE Pôle Sud Équateur Pôle Nord 8-18 km sol Absence de rotation http://www.climateprediction.net www.ifremer.fr/ Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? 1. La circulation atmosphérique • Aux basses latitudes, l’air chaud et humide s’élève : zone de basse pression • Aux pôles l’air refroidit et plus dense créer une zone de haute pression  Système de convection simple avec des vents soufflant des pôles vers l’équateur
  21. 21. Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? 1. La circulation atmosphérique Les cellules de convection atmosphérique • L’influence de la rotation de la Terre point de vue d'un observateur extérieur (immobile) une bille s'éloigne en ligne droite depuis le centre d'un disque en rotation vers la bordure point de vue d’un observateur ayant le même référentiel (en rotation) la bille se déplace le long d'un arc de cercle  La rotation de la Terre se traduit par les Forces de Coriolis (perpendiculaires à l'axe de rotation du référentiel et au vecteur de la vitesse du corps en mouvement)
  22. 22. Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? Force de Coriolis dévie les masses allant vers le nord vers la droite Force de Coriolis dévie les masses allant vers le sud vers la droite CELLULE s’arrête à 30° de latitude ALIZES 1. La circulation atmosphérique Les cellules de convection atmosphérique • Dévient les masses d’air • Fragmentent les cellules de convection
  23. 23. Quel est le moteur de la circulation atmosphérique ? Les cellules de convection atmosphérique Campy & Macaire (2003) – Géologie de la surface, Dunod 1. La circulation atmosphérique  3 cellules de convection troposphériques  Distribution zonale des climats
  24. 24. 1. La circulation atmosphérique
  25. 25. 1. La circulation atmosphérique
  26. 26. Hémisphère Nord 1. La circulation atmosphérique
  27. 27. 1. La circulation atmosphérique ?
  28. 28. C’est A. Un cyclone B. Un anticyclone
  29. 29. @isitv.univ-tln.fr/~lecalve Introduction 2. La circulation océanique • Surface de la terre : 71% par des océans • 97% de l’eau disponible sur Terre • Répartition des terres et des mers inégale (antipodale) – à toute bosse correspond un creux • Masses terrestres concentrées dans l'hémisphère nord (Hémisphère nord : 61% de mer, hémisphère sud : 81 % de mer) • Profondeur moyenne des océans : 3800 m (pellicule très mince ~1/1700 rayon de la Terre) • 300 fois la masse de l’atmosphère •1200 fois la capacité de stockage de chaleur de l’atmosphère
  30. 30. Est-ce que l’océan peut devenir plus salé ? • La concentration totale des sels dissous varie en fonction du lieu • Mais la proportion des composants les plus importants reste à peu près constante  Prouve un mélange des eaux océaniques composition moyenne d'une eau de mer : 35 g de sel par kg d'eau de mer  Equilibre entre les sels amenés par les cours d’eau et ceux extraits (par ex. évaporites)  Température et salinité, paramètres permettant de déterminer la densité  Densité, paramètre fondamental dans la dynamique des océans @isitv.univ-tln.fr/~lecalve 2. La circulation océanique
  31. 31. Comment se déplacent les masses d’eau ? La circulation de surface Carte des vents Carte des courants de surface • Rôle des vents  L’action des vents se fait sentir jusqu’à 800 m de profondeur • Rôle de la force de Coriolis : Gyres anticycloniques et cycloniques  Les courants décrivent de grands mouvements tournants appelés " gyres " • Rôle des continents 2. La circulation océanique
  32. 32. Comment se déplacent les masses d’eau ? La circulation de surface CARTOGRAPHIE DES COURANTS MARINS DE SURFACE @educnet.edu 2. La circulation océanique Cf. TD • Rôle des vents : Alizés (courants équatoriaux), vents d’ouest (courant circumpolaire) Vitesse moyenne courants de surface : quelques cm/s (~2 m/s Gulf Stream au large de la Floride)
  33. 33. 2. La circulation océanique
  34. 34. Comment se déplacent les masses d’eau ? Pomerol et al. (2005) – Éléments de Géologie, Dunod  L’océan est stratifié Distribution verticale de température – stratification des eaux @isitv.univ-tln.fr/~lecalve La circulation profonde Couche de surface (ou couche de mélange) : 50 à 200 m (températures ~ celles de surface Couche thermocline : 200 à 1000 m (température décroît avec la profondeur) Couche profonde : jusqu'au fond, caractérisée par des températures faibles et homogènes 2. La circulation océanique
  35. 35. Comment se déplacent les masses d’eau ? Pomerol et al. (2005) – Éléments de Géologie, Dunod La circulation thermohaline Circulation océanique globale, profonde, liée à la température et à la salinité des masses d'eau Une molécule d'eau fait le circuit entier en environ 1000 ans Vitesse moyenne courants profonds : ~mm/s 2. La circulation océanique
  36. 36. Votre personnage préféré A. Prof Jack B. Sam C. Laura D. Président Blake E. Vorsteen F. Kirsten Dunst
  37. 37. En combien de temps le changement climatique aura-t-il lieu ? A. 10 jours B. 1 an C. 10 ans D. 100 ans E. Plus que ça
  38. 38. Si la circulation océanique change, la température en France va A. Augmenter B. Diminuer C. Ni l’un ni l’autre
  39. 39. Le niveau de l’eau a-t-il déjà commencé de monter ? A. Oui B. Non C. Je ne sais pas
  40. 40. Un nouvel âge de glace est-il possible ? A. Oui B. Non C. Je n’en ai aucune idée
  41. 41. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples El Niño-La Niña Southern Oscillations
  42. 42. Average rain rate in January 2000 measured by the Tropical Rain Measuring Mission satellite. From Tropical Rain Measuring Mission office at the NASA Goddard Space Flight Center. Average rain rate in January 1998, an El Niño year, measured by the Tropical Rain Measuring Mission satellite. Notice that the rain has shifted from the western Pacific and eastern Indian ocean to the central Pacific. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  43. 43. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  44. 44. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  45. 45. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  46. 46. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  47. 47. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  48. 48. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  49. 49. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  50. 50. Si les vents atteignent au moins 33 m/s, on l'appelle alors : - (1) Ouragan dans l'Atlantique Nord, l'Océan Pacifique Nord-Est, à l'est de la ligne de changement de date (aux Caraïbes : hu ra kan qui a donné le terme anglais hurricane et le terme français ouragan) ; - (2) Typhon dans l'Océan Pacifique Nord-Ouest, à l'ouest de la ligne de changement de date (Chine : taï fong, Japon : taï fu) ; - (3) Cyclones 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  51. 51. Condition thermique. Les cyclones se forment à la fin de l'été, lorsque la température de surface des eaux océaniques devient supérieure à 26°C sur une épaisseur minimale de 50 m. Si l'eau est trop froide, le cyclone ne peut pas se former ou, s'il était déjà formé préalablement, il s'affaiblit puis finit par perdre ses caractéristiques cycloniques tropicales. En pénétrant sur terre, son énergie tend rapidement à décroître. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  52. 52. Condition géographique. Etre suffisamment éloigné de l'Équateur (5°, soit 550 km) de façon à ce que la force de Coriolis ne soit pas nulle (Equateur) ou trop faible (de 0 à 5° de latitude). 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  53. 53. Condition hygrométrique. Une forte humidité est indispensable à la formation des cumulonimbus. La formation d'un cyclone est impossible pour une humidité inférieure à 40 %, fréquente lorsqu'elle est supérieure à 70 % 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  54. 54. Lorsque le cyclone passe au dessus d'une zone continentale, il perd sa source d'humidité et de chaleur et les frottements avec la surface continentale ralentissent sa course. Lorsque les eaux océaniques ne fournissent plus assez de chaleur et d'humidité à l'atmosphère, l'intensité du cyclone diminue. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples
  55. 55. Situation en période normale (janvier 1996) 58 Situation en période El Niño (janvier 1998). El Niño Southern Oscillation. 3. Interactions Atmosphère-Océan : exemples

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