I) L`ATMOSPHERE-introduction

Gimnazija Pirot
MATRUSKI RAD IZ GEOGRAFIJE
Tema: Klimatski elementi i faktori
, 2016.
Učenik:
Mentor:
Minković Petar IV4
Colić Bratislava,prof.
I) L'ATMOSPHERE-introduction
L'atmosphere est une couche d'air qui entoure la Terre. L'atmosphère protège la vie sur Terre en
absorbant lerayonnement solaire ultraviolet, en réchauffant la surface par la rétention de chaleur
(effet de serre) et en réduisant les écarts de températureentre le jour et la nuit.
Les couches de l'atmosphere:
Dans l'atmosphere, la temperature varie en fonction de l'atitude. On peut diviser l'atomsphere en
differentes couches:
1.
2.
3.
4.
la troposphere
la stratosphere
la mezosphere et
l'ionosphere
La troposphere est la couche la plus proche du sol ( de 0 a 18 km d'altitude). La temperature
varie de +15°C a -50°C. La stratosphere est la couche qui va de 18 a 50 km d'altitude. Dans
cette partie de l'amosphere se trouve la couche d'ozone. La mesosphere est la couche qui se
trouve entre 50 et 80km d'altitude. L'ionosphere commence a 80 km d'altitude. Dans
l'atmosphere, la temerature varie en fonction de l'altitude
Composition de l'air
L'air est un melange de gaz. Il est compose de diazote (N2- 78%) et le dioygene (O2 -20,6%),
mais, on trouve aussi, en quantite moins importante d'autres gaz. L'ozone (O3) -est naturellement
présent dans l'atmosphère terrestre, formant dans la stratosphère une couche d'ozone entre 13 et
40 km d'altitude qui intercepte plus de 97 % des rayons ultraviolets du Soleil.
Le climat est l'ensemble des conditions atmospheriques d'un endroit donne pendant une longue
periode de temps.
Les climats sur la Terre sont:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Le climat montagnard
Le climat tropical
Le climat equatorial
Le climat tempere
Le climat continental
Le climat polaire
Le climat montganard depend des regions montagneuses. Les temperatures, la pression
atmospherique et la densite de l'air diminuent avec l'altitude (environ a 1°C tout les
100m). Les hivers sont froids et l'etes sont frais et humides.
Le climat tropical est un climat qu'on retrouve entre le tropique du Cancer et du
Capricorne dont entre 25° de latitude Sud et Nord. Tout le long de l'annee la moyenne de
la temperature mensuelle ne descendent pas au dessous des 18°C.
Le climat tempere est situee entre les paralleles 30° et 50°de latitude dans l'hemisphere
Nord et Sud et il est caracterise par deux saisons, la saison froide (hiver) et la saison
chaude (ete).
Le climat continental est situe aux latitudes moyennes das les zones situees loin des
cotes
Le climat polaire est situe aux hautes latitudes.
II) LES ÉLÉMENTS DU CLIMAT
1) LE RAYONNEMENT SOLAIRE ET LE ENSOILLEMENT
Le rayonnement solaire est l'ensemble des ondes électromagnétiques émises par le Soleil.
Il est composé de toute la gamme des rayonnements, de l'ultraviolet lointain comme les rayons
gamma aux ondes radio en passant par la lumière visible. Le rayonnement solaire contient aussi
des rayons cosmiques de particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées.
Arrivé au niveau de la mer, c'est-à-dire ayant traversé toute l'atmosphère terrestre, une partie du
rayonnement solaire a été absorbée. On peut repérer notamment sur le spectre ci-contre
les bandes d'absorption de l'ozone (qui absorbe une partie importante des ultraviolets),
du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l'eau.
L'intensité du rayonnement n'est pas constante et augmente lors des éruptions solaires pendant les
maxima du cycle solaire. Le rayonnement solaire se décompose en trois parties :



L'émission du Soleil calme (voir constante solaire),
La composante lentement variable,
Les sursauts solaires.
L’ensoleillement, aussi appelé insolation, est la mesure du rayonnement solaire que reçoit une
surface au cours d'une période donnée, s'exprimant enmégajoules par mètre carré, MJ/m2 ou
en watts-heures par mètre carré, Wh/m2
En météorologie, on considère que le temps est ensoleillé lorsque les objets, bâtiments, corps etc.
produisent nettement des ombres portées.
La durée d'ensoleillement s'exprime souvent en heures/an ou encore en heures/mois voire en
heures/jour.
L'instrument qui permet de mesurer la durée d'ensoleillement s'appelle un héliographe.
Carte mondiale d'insolation
Le héliographe
2) LA TEMPERATURE DE L'AIR
La température est une grandeur physique mesurée à l’aide d’un thermomètre. L’échelle de
température la plus répandue est le degré Celsius, dans laquelle la glace (formée d'eau) fond
à 0 °C et l'eau bout à environ +100 °C dans les conditions standard de pression. Dans les pays
utilisant le système impérial (anglo-saxon) d’unités, on emploie le degré Fahrenheit où la glace
fond à+32 °F et l'eau bout à +212 °F. L’unité du système international d'unités (SI), d’utilisation
scientifique et définie à partir du zéro absolu, est le kelvin.
Comparaison des échelles de
température Celsius, Fahrenheit et
Kelvin:zéro absolu, points de fusion de
la glace et d'ébullition de l'eau dans les
conditions de pression standard.
Le gradient thermique est, dans l'atmosphère terrestre, la variation de température de l'air avec
l'altitude. La temperature diminue normalement avcel l'altitude d'environ 0,6C par 100m.
Une ligne isotherme, ou plus simplement isotherme, est une ligne ou frontière fictive le long de
laquelle la température est constante. On peut définir une infinité d'isothermes, pour chaque
température mesurable
La construction d'isothermes pour l'atmosphère est réalisée par le traitement informatique ou
manuel de mesures enregistrées par des ballons-sondes.
Ligne de l'isotherme de 10 degrés Celsius en été
Un ballon météo
3) LA PRESSION ATMOSPHERIQUE
La pression atmosphérique est la pression qu'exerce le mélange gazeux constituant l'atmosphère
considérée sur une surface quelconque au contact avec cette atmosphère. Sur Terre, la pression
atmosphérique moyenne au niveau de la mer dépend essentiellement de la massede l'atmosphère,
celle-ci pouvant évoluer avec la masse moyenne des gaz à concentration variable comme
la vapeur d'eau. Elle varie autour de l'atmosphère normale, soit 1 013,25 hPa (1,013 25·105 Pa).
La pression atmosphérique se mesure surtout à l'aide d'un baromètre, d'un hypsomètre ou
d'un altimètre. Elle a été longtemps mesurée en mmHg (puis en torr) en raison de l'utilisation
courante de baromètre à colonne de mercure. Depuis l'adoption du pascal comme unité de
pression, les météorologues utilisent un multiple de cette unité, l'hectopascal (1 hPa = 100 Pa),
nouvelle dénomination du millibar (1 bar = 100 000 Pa).

Les dépressions sont les regions des basses pressions.

Les anticyclones sont des regions de hautes pressions associees au beau temps.
Une isobare est une ligne, sur un graphe ou une carte météorologique, reliant les points
d'égale pression1.
Le baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en météorologie, qui sert à
mesurer la pression atmosphérique
4) LES VENTS
Le vent est le mouvement au sein d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface
d'une planète, d'une partie de ce gaz. Les vents sont globalement provoqués par un réchauffement
inégalement réparti à la surface de la planète provenant du rayonnement stellaire (énergie
solaire), et par la rotation de la planète.
Les vents sont généralement classifiés selon leur ampleur spatiale, leur vitesse, leur localisation
géographique, le type de force qui les produit et leurs effets. La vitesse du vent est mesurée avec
un anémomètre, et la girouette indique la direction du vent.
Origine du vent
Les causes principales des grands flux de circulation atmosphérique sont : la différence de
température entre l’équateur et les pôles, qui provoque une différence de pression, et la rotation
de la Terre qui dévie le flot d'air qui s'établit entre ces régions. Des différences locales de
pression et de températures vont quant à elle donner des circulations particulières comme les
brises de mer ou les tornades sous les orages.
L'échelle de Beaufort est une échelle de mesure empirique, comportant 13 degrés (de 0 à 12), de
la vitesse moyenne du vent sur une durée de dix minutes utilisée dans les milieux maritimes.
Le symbole de l'échelle de Beaufort est « Bf ».
Une représentation graphique des variations de force moyenne des vents selon leur orientation et
par là le repérage des vents dominants peut être fait sur les secteurs d'une rose des vents. La rose
des vents montre les vents dominants et leur variation de force moyenne selon leur orientation et
direction.
On distingue trois familles d'identification :
1) Les ventes planétaires avec mouvement à grande échelle, qui sont très amples et concernent
de vastes régions du globe.
2) Les perturbations cycloniques avec mouvement à moyenne échelle, dues à la rencontre de
grands fronts chauds et froids.
3) Les vents locaux avec mouvement à petite échelle, concernant des régions limitées.
LES MOUVEMENTS A GRANDE ECHELLE
L'ensemble des trois cellules convectives (équatoriale, tempérée et polaire) provoque une série de
mouvements circulaires de l'air qui enveloppent toute la planète et produisent les vents
planétaires.
Par la suite, on a réparti les vents dits planétaires en deux grandes familles : les vents à basse
altitude, sensibles à la géographie des lieux, les vents à haute altitude, très réguliers, car non
influencés par les frottements et les déviations.
Les vents planétaires à basse altitude
Dans cette famille, on distingue trois grands groupes de vents constants :
1) les alizés (ou vents d'est tropicaux)
2) les vents d'ouest
3) les vents d'est polaires
Les alizés
Ils soufflent des zones subtropicales où se situent des pressions élevées, vers l'Équateur. Ce sont
des vents constants, car ils soufflent toute l'année avec la même intensité à une vitesse moyenne
de 20 km/h.
Les vents d'ouest
Ces vents font partie de la cellule tempérée et soufflent de hautes pressions tropicales vers les
basses pressions péripolaires (60e parallèle) dont l'Europe fait partie. Leur mouvement est opposé
à celui des alizés dans l'hémisphère nord, ils soufflent ainsi du sud-ouest au nord-est et dans
l'autre hémisphère, du nord-ouest au sud-est.
Les vents polaires
Ils appartiennent à la cellule polaire. Il souffle dans la même direction que les alizés et donc à
l'opposé des vents d'ouest. La zone entre ces deux derniers types de fonds est dite 'front polaire' et
elle est caractérisée par des courants ascensionnels.
Les vents planétaires à haute altitude
Trois types de courants appartiennent à ce groupe :
1) les courants occidentaux
2) les courants orientaux
3) les courants-jet
Les courants occidentaux
Ils se déplacent d'ouest en est et se situent à 5000 m d'altitude. Leur vitesse s'intensifie au fur et à
mesure que l'altitude augmente. Elle est à son maximum dans la zone tempérée, mais elle
diminue vers la zone équatoriale.
Les courants orientaux
Ils soufflent d'est en ouest, dans une large zone comprise entre le tropique du cancer et celui
capricorne.
Les courants-jet
Les courants-jet sont les plus rapides et proviennent des courants occidentaux des zones
tempérées. Situé à une altitude entre 6000 m et 12 000 m, ces mouvements d'air très rapides
parcourent des milliers de kilomètres avec des pointes de vitesse pouvant atteindre les 500 km à
l'heure ! Leur trajectoire est sinusoïdale et circule sous les zones de dépression et au-dessus de
celles d'anticyclone se trouvant à la même latitude.
LES MOUVEMENTS A MOYENNE ECHELLE
On nomme aussi ses mouvements "perturbations cycloniques". Ils sont occasionnés par les
différences de réchauffement entre la terre et la mer. Ils mesurent aux alentours de 500 à 1200 km
et leurs vents principaux sont les moussons et les cyclones.
Les moussons
Ce sont des vents saisonniers caractéristiques des régions asiatiques. Pendant l'été, il souffle de la
mer vers les côtes, et le contraire en hiver.
Dans tous les cas, ils apportent de fortes précipitations et ils sont souvent la cause de catastrophes
naturelles dans les zones situées au sud de l'Asie, plus particulièrement en Inde, au Bangladesh,
en Birmanie, en Thaïlande et aux Philippines.
La mousson revient chaque année, mais il arrive parfois qu'elle ne se manifeste pas ou que les
pluies soient peu importantes. Les conséquences sont alors catastrophiques pour les agriculteurs
dont les récoltes dépendent fortement des précipitations.
Les cyclones
Il s'agit de fortes perturbations atmosphériques créées par les fronts et la pression atmosphérique.
On distingue deux catégories, les cyclones extra-tropicaux et les cyclones tropicaux
LES MOUVEMENTS A PETITE ECHELLE
Ces mouvements, appelés aussi "vents locaux", couvrent des distances d'un minimum de 10 à un
maximum de 500 km. Ils sont dus principalement à la topographie du territoire et des vents à
grande ou moyenne échelle.
Il s'agit donc de vents variables, dépendant des conditions barriques d'une zone déterminée.
Les vents principaux de cette catégorie qui concernent la France sont les brises, la tramontane, le
foehn, le mistral, le suroît , le vent d'autan et plus rarement le sirocco.
Les brises
Il s'agit de vents issus du contraste thermique entre des régions différentes de la surface terrestre.
Pour mieux comprendre ce qu'est une brise, on peut citer celle qui se produit généralement sur les
côtes : la terre se réchauffe plus que l'eau durant le jour, puis elle chauffe l'air qui se déplace vers
le haut. Cela provoque alors une chute de pression qui rappelle l'air de la mer, c'est la brise
marine.
La nuit, le phénomène s'inverse, la terre se refroidit plus vite que la mer et l'air présents au-dessus
de l'eau devient plus chaud que celui qui se situe sur la terre. L'air chaud monte et la baisse de
pression fait revenir l'air frais de la terre, c'est la brise de terre.
Le foehn
C'est un vent typique des Alpes, en particulier de la Suisse et du Tyrol. Mais le phénomène se
manifeste également dans les Pyrénées par vent de sud. Fort, chaud et humide quand le vent
monte vers les cimes, il provoque de fortes précipitations en attitude et libère tout son contenu en
vapeur d'eau. Il survole ensuite les cimes des montagnes et se précipite vers la vallée où il devient
un vent chaud et sec.
Au printemps, le foehn souffle du versant sud des Alpes vers leur versant nord, quand la situation
barrique s'invertit, le vent change de direction et se manifeste des vallées alpines vers la plaine du
Pô.
Le suroît
Il arrive du sud-ouest et influence le sud de la France en toutes saisons.
La tramontane
Vent violent de secteur nord à nord-ouest, il se dirige des monts vers la mer et atteint
particulièrement le Roussillon, après son passage au-dessus des régions accidentées.
Le mistral
C’est un vent du nord sec et violent, s'infiltrant dans la vallée du Rhône qui le pousse à accélérer
sa vitesse, il se manifeste souvent après une précipitation. Il est particulièrement violent quand
une dépression se forme dans le golfe de Gênes et qu'un anticyclone s'installe sur l'Espagne.
Le vent d'autan
Le vent d'autan est originaire du sud-est et souffle dans la vallée de la Garonne. L’autan noir est
chaud et humide, il souffle quand une dépression prend racine dans le golfe de Gascogne. En
revanche l'autan blanc, un vent beaucoup plus violent, n'apparaît qu'en présence d'un anticyclone
sur l'Europe du Nord. Contrairement à l’autan noir, il est synonyme de beau temps.
Le sirocco
Il vient du sud-est, du Sahara et de l'Afrique du Nord, c'est donc un vent extrêmement chaud et
sec quand il souffle sur l'Afrique, mais il peut également apporter de fortes précipitations, s'il se
charge d'humidité en traversant la mer Méditerranée.
LES VENTS LOCAUX DANS LE MONDE
Les tornades : ce sont des cyclones terrestres de faible grandeur, mais d'une grande puissance
destructrice, particulièremenfréquents aux Etats-Unis et en Australie.
Les trombes (d'air et d'eau) sont typiques des pays d'Europe avec des caractéristiques proches à
celles des tornades. A la différence que leur puissance et leur rayon d'action sont plus faibles. Les
trombes de mer sont des trombes d'air qui naissent sur les étendues d'eau, en provoquant un
tourbillon de vent mélangé à un tourbillon d'eau.
Une trombe
Une tornade
5) L'EVAPORATION ET L'HUMIDITE DE L'AIR
L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Ce phénomène est donc
une vaporisation progressive qui a pour effet d'absorber des calories et donc de réduire la
température de l’environnement.
Les facteurs favorisant l'évaporation:




la surface exposée (étendre le linge favorise l'évaporation)
le type de matériau imprégné (laine, coton, nylon...)
le vent
un apport de chaleur tel que le soleil favorise le séchage par évaporation, car celle-ci,
est endothermique, c'est-à-dire qu'elle demande de la chaleur à l'environnement.
L'humidité relative de l'air, ou degré hygrométrique, , correspond au rapport de la pression
partielle de la vapeur d'eau contenue dans l'air sur la pression de vapeur saturante (ou tension de
vapeur) à la même température. Elle est donc une mesure du rapport entre le contenu en vapeur
d'eau de l'air et sa capacité maximale à en contenir dans ces conditions
Elle est mesurée à l'aide d'un hygromètre.
L'humidité relative est donc le rapport entre la pression de vapeur d'eau vraiment présente dans
l'air considéré (pression partielle de l'eau dans l'air-Pvap) et la valeur de pression saturante (Psat)
théorique. Elle est exprimée le plus souvent en pourcentage et son expression devient :
𝝋[%] =
𝑷𝒗𝒂𝒑
× 𝟏𝟎𝟎
𝑷𝒔𝒂𝒕
L’humidité absolue est définie pour l'air humide (ou d'autres gaz) comme sa teneur en vapeur
d'eau. Elle est limitée par la quantité maximale que le gaz peut absorber avant qu'il y
ait saturationà la température de celui-ci.
L'humidité absolue de saturation représente la masse maximale d'eau en phase gazeuse que peut
contenir un mètre cube d'air. Elle est une grandeur qui ne dépend que de la température.
L'humidité relative à une température donnée est le pourcentage de vapeur d'eau présent dans l'air
par rapport à l'humidité absolue de saturation.
L' hygromètre
6) LA NEBULOSITE
En météorologie, un nuage est une masse visible constituée initialement d'une grande quantité de
gouttelettes d’eau (parfois de cristaux de glaceassociés à des aérosols chimiques ou des
minéraux) en suspension dans l’atmosphère au-dessus de la surface d'une planète.
L’aspect d'un nuage dépend de la lumière qu’il reçoit, de la nature, de la dimension, du nombre
et de la répartition des particules qui le constituent.
La formation de nuages résulte du refroidissement d’un volume d’air jusqu’à
la condensation d’une partie de sa vapeur d’eau. Si le processus de refroidissement se produit au
sol (par contact avec une surface froide, par exemple), on assiste à la formation de brouillard.
Dans l’atmosphère libre, le refroidissement se produit généralement par soulèvement, en vertu du
comportement des gaz parfaits dans une atmosphère hydrostatique, selon lequel un gaz se
refroidit spontanément lorsque la pression baisse. Les nuages peuvent aussi perdre une partie de
leur masse sous forme de précipitations, par exemple sous forme de pluie, grêle ou neige.
Formes des nuages
Les nuages sont classés en 10 formes qui sont montrés dans l'image ci-contre:
 3 formes «principaux» :
1. Cirrus (nuages élevés),
2. Stratus (nuages bas à développement horizontal),
3. Cumulus (nuages généralement bas à développement vertical)
3 formes intermédiaires:
1. Cirrostratus,
2. Cirrocumulus
3. Stratocumulus
 4 formes dérivés des Cumulus et Stratus :
1. Altocumulus
2. Altostratus pour les nuages dont la base est à plus de 2 km d’altitude
3. Cumulonimbus
4. Nimbostratus pour les nuages capables de donner de fortes précipitations.
Formes des nuages
7) LES PRECIPITATIONS
En météorologie, le terme précipitation désigne des cristaux de glace ou des gouttelettes d'eau
qui, ayant été soumis à des processus de condensation et d'agrégation à l'intérieur des nuages,
sont devenus trop lourds pour demeurer en suspension dans l'atmosphère et tombent au sol.
La fréquence et la nature des précipitations dans une région géographique donnée sont des
caractéristiques importantes de son climat.
La formation des précipitations nécessite la condensation de la vapeur d'eau atmosphérique. La
saturation est une condition essentielle à tout déclenchement de la condensation
Elles contribuent de façon essentielle à la fertilité et à l'habitabilité des zones tempérées ou
tropicales ;dans les zones polaires, elles aident au maintien des calottes glaciaires. La
précipitation peut prendre les formes suivantes (parfois mélangées) :
Liquide :
 pluie
 bruine et
 rosée
Solide :




neige,
grésil,
grêle,
et la gelée blanche
La pluie est une précipitation tombant d'un nuage sous forme de gouttes d'eau.
La pluie résulte de l'évaporation de l'humidité qui existe dans la nature et plus particulièrement
des grandes étendues d'eau (océans, mers, lacs...). Cette vapeur d'eau s'élève et, au contact d'air
plus froid, se condense autour de noyaux de condensation (poussières, pollens, aérosols...) et
donne des nuages. Lorsque la condensation est trop importante et que les gouttes d'eau alors
formées sont trop lourdes (environ 0,5 mm de diamètre), elles tombent, formant ainsi une pluie, si
les conditions météorologiques s'y prêtent.
La bruine, ou crachin, est un type de précipitations dont les gouttes d'eau paraissent presque
flotter dans l'air grâce à leur petite taille (de 0,2 à 0,5 mm). Définie comme une petite pluie fine1,
Ces fines gouttelettes tombent très lentement . Le nuageoù elles se forment est un stratus bas.
La bruine est particulièrement fréquente dans les régions côtières.
Elle est aussi courante dans les vallée d'altitude lors de la présence de fortes inversions de
températures et de stratus.
La rosée se forme sur la pelouse résulte de la saturation en vapeur de l'air proche de la surface de
la Terre. Le jour, le sol chauffe. La nuit, le sol se refroidit et plus particulièrement si le ciel est
dégagé. L'air en contact avec le sol refroidit, mais l'air situé au-dessus est plus chaud. L'air situé
au sol se refroidit jusqu'à atteindre le point de saturation, le point de rosée, température à laquelle
la vapeur d'eau commence à se condenser.
La neige
-Formation de la neigeQuand la température de l'air est proche de 0 °C, on a des précipitations neigeuses. Les flocons de
neige sont des agglomérations de cristaux de glace qui se forment quand l'atmosphère est froide
et humide. La neige a plus ou moins les mêmes origines que la pluie.
Les spécialistes distinguent ainsi trois grands types de neige : sèche, humide et mouillée. La plus
courante en montagne est la neige sèche, légère et poudreuse, qui se forme par temps très froid.
La neige humide, qui tombe entre 0 et - 5 °C, est la plus contraignante, car elle est collante et
lourde. C'est la plus fréquente en plaine. La neige mouillée tombe entre 0 et 1 °C. Elle est lourde
et contient beaucoup d’eau.
La gelée blanche se forme lorsque l'air refroidit et que l'eau se condense en une structure glacée.
Elle apparaît uniquement lorsque les vents sont faibles et constitue une structure cristalline
fragile, entrelacés sur les éléments par étapes par couches.
Le grésil est un type de précipitations formé de pluie totalement gelée après être passée dans une
couche épaisse d'air sous 0°C. Les grains de glace ne dépassent pas 5 mm de diamètre, sont
généralement sphériques, et rebondissent.
La grêle est un des types solides de précipitations atmosphériques. Elle est constituée de billes
disjointes de glace (grêlons) dont le diamètre peut varier de quelques millimètres à une vingtaine
de centimètres, mais il est en général de 5 à 50 millimètres. Elle se forme spécifiquement dans
les cumulonimbus;
III) LES FACTEURS DU CLIMAT
1) LATITUDE
La latitude est une coordonnée géographique représentée par une valeur angulaire, expression de
la position d'un point sur Terre, au nord ou au sud de l'équateur qui est le plan de référence.