Le climat

LE CLIMAT :
LA TERRE ET
LES HOMMES
Jean Poitou,
Pascale Braconnot
et Valérie Masson-Delmotte
P
Préface de Jean Jouzel

Collection «Une Introduction à »
dirigée par Michèle Leduc et Michel Le Bellac
Le climat :
la Terre et les hommes
Jean Poitou, Pascale Braconnot
et Valérie Masson-Delmotte
17, avenue du Hoggar
Parc d’activités de Courtabœuf, BP 112
91944 Les Ulis Cedex A, France

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ISBN 978-2-7598-0881-6

Table des matières
Préface xi
Avant-propos xiii
Introduction 1
1 Le système climatique : l’atmosphère et l’océan 5
1.1 LaTerre,planètechaufféeparleSoleil ................ 5
1.2 L’atmosphère .............................. 8
1.2.1 Gradient de température et stabilité verticale
del’atmosphère ......................... 10
1.2.2 Laconvection........................... 11
1.2.3 Lasubsidence .......................... 13
1.2.4 Lesvents ............................. 13
1.3 L’océan.................................. 19
1.3.1 Lacirculationocéaniquedesurface .............. 20
1.3.2 La circulation océanique profonde : circulation
thermohaline........................... 21
1.4 Échangesatmosphèreocéan...................... 23
1.5 Conclusion................................ 24
2 Les acteurs du climat et leurs interactions 27
2.1 Lecycledel’eau............................. 27
2.2 Lecycleducarbone........................... 30
2.2.1 Lesocéansetlecycleducarbone ............... 31
2.2.2 Lapartiecontinentaleducycleducarbone.......... 33
2.3 L’effetdeserre.............................. 36
2.4 Lesnuages................................ 45
2.5 Lesaérosols ............................... 47
2.5.1 Effetdirectdesaérosols..................... 48

2.5.2 Effetindirectdesaérosols.................... 50
2.5.3 Effetglobal ............................ 50
2.6 Rôledel’océandanslamachineclimatique ............. 51
2.7 Interactionscryosphère-climat..................... 53
2.8 Interactionsbiosphèrecontinentale-climat ............. 56
2.9 Interactions du climat avec les continents
etlalithosphère............................. 58
2.10 Les échanges de matière et les temps caractéristiques
des processus climatiques ....................... 60
2.11 Forçages, rétroactions et sensibilité climatique ........... 61
2.12 Conclusion................................ 62
3 Diversité des climats et variabilité à grande échelle 65
3.1 Ladiversitédesclimats......................... 65
3.1.1 Le rôle du soleil ......................... 65
3.1.2 Ladiversitégéographiquedesclimats ............ 68
3.1.3 La variabilité météorologique ................. 69
3.2 Les modes de variabilité : oscillations océan-atmosphère ..... 69
3.2.1 ElNiño–LaNiña ........................ 71
3.2.2 L’oscillation nord-atlantique (NAO, North Atlantic
Oscillation) ............................ 73
3.2.3 Autres exemples d’oscillations ................. 75
3.3 Conclusion................................ 76
4 La modélisation du climat 77
4.1 Uneévolutionrapidedesmodèlesdeclimat ............ 78
4.2 Lesfondementsdesmodèlesdeclimat................ 81
4.2.1 Grilles et résolution ....................... 83
4.2.2 Lesparamétrisationsphysiques ................ 87
4.2.3 Lesautrescomposantesdesmodèlesdeclimat ....... 89
4.2.4 Lecouplageentrelescomposantes .............. 91
4.3 L’ajustementdesmodèles ....................... 92
4.3.1 Lesdifférentstypesdesimulations .............. 93
4.3.2 Lesensemblesmulti-modèles ................. 96
4.3.3 L’évaluationdesmodèles.................... 98
4.4 Lesmodèlesdecomplexitéintermédiaire .............. 104
4.5 Lesmodèlesrégionaux......................... 104
4.6 Conclusion................................ 106
vi Table des matières