Circulation atmosphérique : définition et comment elle se produit

La circulation atmosphérique est le mouvement à grande échelle de l'air dans l'atmosphère terrestre, principalement sous l'effet de l'énergie solaire. Ce mouvement est causé par les différences de température et de pression entre les différentes régions de la planète, ce qui se traduit par des vents qui permettent de transporter la chaleur des zones chaudes (près de l'équateur) vers les zones plus froides (près des pôles). Le système de circulation générale est composé d'une série de cellules qui se répètent dans chaque hémisphère. Il s'agit des cellules de Hadley, de Ferrel et polaire.

Dans l'article suivant, on vous parle plus en détails de la composition de l'atmosphère !

La circulation atmosphérique résulte des différences de température entre les différentes régions du globe, ce qui entraîne des variations de la pression atmosphérique. Ce processus suit une série d'étapes :

1. Rayonnement solaire et réchauffement inégal : le rayonnement solaire n'atteint pas toute la surface de la Terre de manière uniforme en raison de sa forme sphérique. Il en résulte un gradient thermique, c'est-à-dire une différence de température entre l'équateur (plus chaud) et les pôles (plus froids).
2. Convection dans l'atmosphère : l'air proche de l'équateur se réchauffe plus rapidement et, à mesure qu'il se réchauffe, il devient moins dense et s'élève, créant une zone de basse pression à la surface. En s'élevant, cet air se refroidit et se déplace vers les latitudes plus élevées. L'air plus froid et plus dense des régions proches des pôles a tendance à descendre, ce qui créé des zones de haute pression.
3. Formation de cellules de circulation : ce mouvement de montée et de descente de l'air crée des schémas de circulation dans l'atmosphère, connus sous le nom de cellules.

La circulation atmosphérique détermine les régimes de vents dominants autour du globe, qui ont une influence importante sur le climat et le temps dans différentes régions. Les vents apparaissent parce que l'air a tendance à se déplacer des zones de haute pression vers les zones de basse pression, cherchant ainsi à équilibrer les différences dans l'atmosphère.

La circulation de l'atmosphère crée plusieurs systèmes de vents dominants qui suivent des schémas globaux. Ces vents varient en fonction de la latitude et sont regroupés en trois types principaux associés aux trois cellules de circulation atmosphérique :

• Alizés (cellule de Hadley) : Les alizés sont des courants d'air qui soufflent des latitudes subtropicales (autour de 30°N et 30°S) vers l'équateur. Ils sont produits par le mouvement descendant de l'air à ces latitudes, qui génère des zones de haute pression.
• Vents d'ouest (cellule de Ferrel) : ce sont des courants qui soufflent des latitudes moyennes (environ 30° à 60° N et S) vers l'est. Ces vents sont poussés par l'air descendant de la cellule de Ferrel, qui se trouve entre les cellules de Hadley et polaire.
• Vents polaires (cellule polaire) : dans ces régions, de l'air froid et dense descend, créant des zones de haute pression aux pôles. Lorsque cet air se déplace vers les basses latitudes, l'effet de Coriolis le dévie vers l'ouest, formant les vents polaires d'est.

Les cellules atmosphériques sont des grands systèmes circulatoires d'air qui font partie de la structure de la circulation atmosphérique. Voici les différentes cellules atmosphériques :

• Cellule de Hadley : la cellule d'Hadley est responsable de la circulation atmosphérique dans les tropiques, déplaçant la chaleur vers les latitudes moyennes et jouant un rôle clé dans les conditions météorologiques tropicales, telles que les précipitations saisonnières.
• Cellule de Ferrel : la cellule de Ferrel sert de lien entre la cellule de Hadley et la cellule polaire, redistribuant la chaleur et l'énergie des latitudes subtropicales vers les pôles. Elle est à l'origine des variations météorologiques dans les régions tempérées, telles que les tempêtes fréquentes et les variations saisonnières.
• Cellule polaire : la cellule polaire régule le transport de l'air froid vers les latitudes moyennes, influençant les conditions météorologiques dans les régions polaires et contribuant à la formation de systèmes orageux dans les latitudes moyennes.

L'effet de Coriolis est une force générée par la rotation de la Terre, qui a un impact direct sur la circulation atmosphérique, en particulier sur la façon dont les vents et les courants océaniques se déplacent. Il est essentiel de comprendre pourquoi les vents ne se déplacent pas en ligne droite des zones de haute pression vers les zones de basse pression, mais sont déviés d'un côté ou de l'autre en fonction de l'hémisphère dans lequel ils se trouvent.

Lorsque l'air se déplace dans l'atmosphère, la rotation de la Terre infléchit son mouvement, créant ainsi les vents dominants que l'on observe dans les différentes régions de la planète.

Dans la cellule de Hadley, l'air chaud s'élève dans la zone équatoriale et se déplace vers les latitudes subtropicales, où il descend. Une fois que l'air descend dans ces zones de haute pression (vers 30° de latitude), il commence à revenir vers l'équateur sous forme d'alizés.

Dans la cellule de Ferrel, l'air se déplace des latitudes subtropicales vers les latitudes moyennes (autour de 60°). En raison de l'effet de Coriolis, cet air en mouvement est dévié dans la direction opposée aux alizés.

Dans la cellule polaire, l'air froid descend aux pôles et se déplace vers les basses latitudes. Lorsque l'air se déplace vers l'équateur, l'effet de Coriolis fait dévier ces vents :

• Dans l'hémisphère nord, les vents polaires sont déviés vers la droite et soufflent d'est en ouest.
• Dans l'hémisphère sud, les vents polaires sont déviés vers la gauche et soufflent également d'est en ouest.

Ces vents polaires d'Est jouent un rôle dans le maintien d'un temps extrêmement froid dans les régions polaires, tout en interagissant avec les vents d'ouest dans les latitudes moyennes, générant des fronts polaires et des tempêtes.

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