I) Les Vents
Il y a 2 moteurs dans l'atmosphère:
-D'un côté les différences de températures liées à un réchauffement différencié
selon la latitude (l'angle d'incidence des rayons solaires change entre les
pôles et l'Equateur). Ceci provoque des
différences de pressions dans
l'atmosphère. Or la nature a horreur des déséquilibres (la fameuse loi du Chatelier), et pour retrouver l'équilibre, des courants (vents) se créent, se
déplaçant des hautes vers les basses pressions. Ils sont d'autant plus forts que
les variations de la pression sont importantes.
-De l'autre la rotation de la Terre. Les courants aériens de grande échelle sont
soumis à la force d'entrainement de la Terre (force de Coriolis). Cette force de
Coriolis est maximale à l'Equateur, nulle au Pôle (elle dépend du sinus de la
latitude). C'est elle qui va provoquer les déviations et les enroulement
visibles sur une image satellite.
Les vents en surface sont fortement influencés par la
force de frottement.
Les tempêtes se forment un peu comme les tourbillons que l'on peut observer dans
le lit d'un torrent. Il faut qu'il y ait un courant puissant en altitude (on
appelle cela le Jet-Stream), typiquement 250 à 300km/h de vent d'ouest vers
10000 m d'altitude à nos latitudes, soufflant des Etats-Unis vers l'Europe. Pour
simplifier, lorsque une anomalie présente en basses couches (par exemple une
grande zone d'air plus chaud et plus humide qu'ailleurs, situé en-dessous de
1500m, provenant souvent des latitudes tropicales comme le golfe du Mexique pour
notre Atlantique nord), se retrouve bien placée en avant par rapport à un
'précurseur d'altitude', c'est-à-dire un tourbillon qui se trouve vers la
tropopause (souvent vers 10.000 m d'altitude à nos latitudes), alors il se produit
un phénomène de mise en phase, où le tourbillon va finalement engendrer le
creusement d'une dépression en surface dans l'air chaud. Ce creusement va
provoquer un fort gradient de pression, d'où des vents très forts, souvent
dévastateurs.
II) Les courants marins
Les courants marins sont provoqués par des différences de température et de salinité dans les différentes eaux de la planète. Par exemple : la banquise ne contient pas de sel : l'eau placée en dessous de celle-ci est obligée de capter du sel en abondance lors de sa formation. Elle est également très froide. L'eau froide et salée a tendance à couler au fond (elle est plus dense). Ce faisant, elle crée une baisse de pression en surface, attirant les eaux plus chaudes provenant des tropiques. On a formation et maintien d'un "tapis roulant océanique" dont voici le trajet :
III) Etude d'un système vents/courants dans le pacifique Sud : El Niño
Explication du schéma et du processus d'El Niño :
1) Cellule de Walker
Une cellule de Walker est une zone de l'atmosphère qui comporte un système de vents en boucle :
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Sa formation et son maintien sont assurés par les paramètres suivants :
- La présence d'une forêt tropicale dense et humide (principe de l'évapotranspiration*)
- La présence d'un océan
- La présence éventuelle de courants marins qui accélèrent la circulation des vents
2) Les 3 états
- L'état normal (1)
De loin le plus fréquent, l'état normal se caractérise par des alizés (b) forts qui entrainent des courants chauds de surface d'est en ouest. Ces courants, par un processus complexe, provoque l'évaporation d'eau au dessus des forêts et la formation de nuages ( création d'une dépression qui "aspire" encore plus les alizés). Ces nuages migrent en refroidissant vers l'est, créant une circulation en tapis roulant typique des cellules de Walker. La zone placée à l'ouest de celle-ci est humide et chaude; la zone à l'est est froide et sèche.
- L'état "El Niño" (2)
L'Etat "El Niño" arrive environ une fois tous les 7 ans. Il se caractérise par un affaiblissement des alizés (b), ce qui entraine la formation d'un flux océanique (courant de surface) chaud vers l'est. Les précipitations sont moins importantes à l'ouest et plus à l'est. Le courant chaud repousse le courant froid antarctique et la température de la côte est augmente de quelques degrés.
- L'état "El Niño perturbé" (3)
Cet Etat n'est en fait qu'une aggravation des El Niños classiques, provoquée par la déforestation et le réchauffement climatique. Dans ce cas de "super El Niño", les alizés vont jusqu'à s'arrêter. Le courant océanique chaud de surface va vers l'est et est très renforcé. Le courant froid reste loin des côtes et des vents très violents suivent la trajectoire du courant O/E. Apparition de sécheresses records sur l'Indonésie alternant avec des pluies diluviennes, chaleur intense sur l'Amérique du Sud.
Lexique
*évapotranspiration : principe complexe selon lequel les arbres des forêts denses sont capables de réguler le taux d'humidité atmosphérique de leur région, ensemençant les nuages pour faire pleuvoir, transpirant pour augmenter l'humidité de l'air... Certains processus sont voulus par l'arbre, d'autres, non : ils libèrent par exemple de l'eau la nuit en respirant -comme nous animaux- et le soleil provoque une "transpiration" des feuilles.
*Fonte des glaces : La fonte des glaces (eau pure) fait baisser la concentration en sel de l'océan l'avoisinant. L'eau froide, dont le sel permettait d'augmenter la densitè, ne peut plus descendre dans les profondeurs et actionner le tapis roulant.